Mit der Parallaxe messen Astronomen direkt die Entfernung zu einem Sternentstehungsgebiet auf der gegenüberliegenden Seite unserer Milchstraße und verdoppeln damit fast den bisherigen Entfernungsrekord.
Das künstlerische Konzept der neuen direkten Messung von Astronomen, die am Zentrum der Milchstraße vorbei zur anderen Seite unserer Galaxie blickt. Bild über Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF; Robert Hurt, NASA.
Wir können Milliarden von Lichtjahren in den Weltraum blicken und schätzen die Entfernungen zu fernen Galaxien über ihre Rotverschiebungen, aber Direkte Messungen sind schwieriger. Die Astronomen werden jedoch bei direkten Messungen immer besser und gaben heute (12. Oktober 2017) bekannt, dass sie das Very Long Baseline Array (VLBA) verwendet haben, um eine direkte Messung zu einer sternbildenden Region auf der gegenüberliegenden Seite unserer Milch zu erhalten Weg. Es ist beeindruckend, und diese Astronomen gaben an, dass sich ihre Leistung gegenüber dem bisherigen Rekord bei der Entfernungsmessung in der Galaxie nahezu verdoppelt hat. Alberto Sanna vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Deutschland sagte in einer Erklärung:
Dies bedeutet, dass wir mit dem VLBA nun die gesamte Ausdehnung unserer Galaxie genau abbilden können.
Diese Astronomen haben eine Entfernung von mehr als 66.000 Lichtjahren zu einer Sternentstehungsregion namens G007.47 + 00.05 auf der anderen Seite der Milchstraße gemessen. Die Region liegt weit hinter dem etwa 27.000 Lichtjahre entfernten Zentrum der Galaxis. Der bisherige Rekord für eine Parallaxenmessung lag bei rund 36.000 Lichtjahren. Sanna sagte:
Die meisten Sterne und Gase in unserer Galaxie befinden sich in dieser neu gemessenen Entfernung von der Sonne. Mit dem VLBA haben wir jetzt die Möglichkeit, genügend Abstände zu messen, um die Spiralarme der Galaxie genau zu verfolgen und ihre wahren Formen zu lernen.
Und das ist aufregend! Es ist ein bisschen so, als könnte man sich zum ersten Mal im Spiegel betrachten.
Größer anzeigen. | Das Konzept dieses Künstlers zeigt die Form unserer eigenen Milchstraßengalaxie ab 2015, als bekannt wurde, dass eine neue Studie 4 Spiralarme für die Milchstraße zeigte. Mit der neuen Fähigkeit, direkte Messungen über große Entfernungen in der Galaxie durchzuführen, können Astronomen künftig viele Details ergänzen - vielleicht ändern -. Bild über NASA / JPL-Caltech / R. Verletzt (SSC / Caltech)
Die Erklärung der Astronomen erklärte:
Entfernungsmessungen sind entscheidend für das Verständnis der Struktur der Milchstraße. Der größte Teil des Materials unserer Galaxie, das hauptsächlich aus Sternen, Gas und Staub besteht, befindet sich in einer abgeflachten Scheibe, in die unser Sonnensystem eingebettet ist. Da wir unsere Galaxie nicht direkt sehen können, kann ihre Struktur, einschließlich der Form ihrer Spiralarme, nur durch Messen der Entfernung zu Objekten an anderer Stelle in der Galaxie abgebildet werden.
Die Astronomen verwendeten eine altehrwürdige Entfernungsmessungstechnik - die trigonometrische Parallaxe -, die erstmals 1838 zum Messen der Entfernung zu einem Stern verwendet wurde. Wenn Sie die Parallaxe verstehen wollen, halten Sie einen Finger vor die Nase und schließen Sie zuerst ein Auge, dann das andere. Sie werden sehen, wie sich Ihr Finger in Bezug auf Hintergrundobjekte verschiebt. Auf die gleiche Weise können Astronomen eine Verschiebung der Positionen von Sternen von einer Seite der Erdumlaufbahn zur anderen sehen. Anschließend können sie mithilfe der Trigonometrie die Entfernungen der Sterne berechnen. Diese Technik ermöglichte es Astronomen im 19. Jahrhundert, die Entfernung zu nahegelegenen Sternen zu messen. Daher war die Parallaxe eines der ersten Werkzeuge, die von Astronomen eingesetzt wurden und letztendlich zu unserem modernen Bild des Universums führten.
Mit der Parallaxe konnten jedoch zunächst nur die Entfernungen der nächsten Sterne gemessen werden. Dies liegt daran, dass die beobachtete Verschiebung umso geringer ist, je größer der Abstand ist. Im Laufe der Zeit konnten Astronomen dank fortschreitender Technologien die Parallaxe nutzen, um immer größere Entfernungen direkt zu messen. Für die Messung über die Breite der Milchstraße verwendeten sie den kontinentweiten VLBA. Dieses Radioteleskopsystem besteht aus 10 Antennen, die in Nordamerika, Hawaii und der Karibik verteilt sind.
Es kann die winzigen Winkel messen, die mit großen Entfernungen verbunden sind. In diesem Fall sagten diese Astronomen:
… Das Maß entsprach in etwa der Winkelgröße eines Baseballs auf dem Mond.
Die VLBA-Beobachtungen maßen den Abstand zu einer Region, in der sich neue Sterne bilden. Solche Regionen umfassen Gebiete, in denen Moleküle aus Wasser und Methanol als natürliche Verstärker von Funksignalen fungieren - Masers, das Radiowellenäquivalent von Lasern für Lichtwellen. Durch diesen Effekt werden die Funksignale mit Radioteleskopen hell und gut wahrnehmbar. Karl Menten vom MPIfR kommentierte:
In der Milchstraße gibt es Hunderte solcher Sternentstehungsgebiete, in denen Masers vorkommen. Daher können wir für unser Kartierungsprojekt eine Vielzahl von "Mileposts" verwenden, aber dies ist etwas Besonderes. Wir schauen den ganzen Weg durch die Milchstraße, vorbei an der Mitte, hinaus auf die andere Seite.
Die Astronomen sagten, ihr Ziel sei es, zu enthüllen, wie unsere eigene Galaxie aussieht, wenn wir sie verlassen, vielleicht eine Million Lichtjahre nach außen reisen und sie von Angesicht zu Angesicht betrachten könnten, anstatt auf der Ebene ihrer Scheibe. Diese Aufgabe erfordert viel mehr Beobachtungen und viel mühsame Arbeit, aber die Wissenschaftler sagen, die Werkzeuge für den Job sind jetzt in der Hand. Mark Reid vom Harvard-Smithsonian Center für Astrophysik (CFA) sagte voraus:
Innerhalb der nächsten 10 Jahre sollten wir ein ziemlich vollständiges Bild haben.
Künstlerische Darstellung der Parallaxentechnik zur Bestimmung der Entfernung durch Messung des Winkels der scheinbaren Verschiebung der Position eines Objekts, gesehen von gegenüberliegenden Seiten der Erdumlaufbahn um die Sonne. Bild über Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF; Robert Hurt, NASA.
Fazit: Die Astronomen verwendeten die Parallaxe, um eine direkte Messung hinter dem Zentrum unserer Galaxie zur anderen Seite der Milchstraße zu erhalten.
Quelle: „Kartierung der Spiralstruktur auf der anderen Seite der Milchstraße“, Alberto Sanna, Mark J. Reid, Thomas M. Dame, Karl M. Menten und Andreas Brunthaler, 13. Oktober 2017, Science.