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天文学家绘制银河系远端的螺旋结构

时间:2018-05-15 点击:20 字号:

银河系掠影:这位艺术家的视角显示了太阳的位置以及星系对面的星形成区域G007.47 + 00.05,位于Scutum-Centaurus螺旋臂中。 ©Bill Saxton,NRAO / AUI / NSF;美国宇航局罗伯特赫特。

/使用非常长的基线阵列,天文学家实现对银河系改进图像的记录测量。 / em

来自德国波恩的马克斯普朗克射电天文学研究所的天文学家和哈佛 - 史密松天体物理中心使用超长基线阵列,已经直接测量了超过66,000光年的距离到恒星形成区域。这个区域被称为G007.47 + 00.05,位于我们从太阳银河系的对面。研究人员的成就深入到银河系的未知地区,并将我们银河系内以前的距离测量记录加倍。

距离测量对于理解银河系的结构至关重要。我们的银河系大部分材料主要由星星,气体和灰尘组成,位于镶嵌太阳能系统的扁平圆盘内。因为我们无法正面看到我们的银河,所以它的结构,包括其旋臂的形状,只能通过测量与银河系其他地方物体的距离来绘制。

天文学家使用了一种叫做三角视差法的技术,1838年弗里德里希·威廉·贝塞尔首次应用该技术来测量与天鹅星座中的恒星61天鹅的距离。这种技术测量从地球绕太阳轨道两侧看到的天体位置的明显变化。这种效果可以通过在人的鼻子前面握住手指并交替地关闭每只眼睛来证明 - 手指似乎从一侧跳到另一侧。

以这种方式测量物体在位置上的明显偏移的角度允许天文学家使用简单的三角法直接计算到该物体的距离。测量角度越小,距离越大。在Bar and Spiral Structure Legacy(BeSSeL)调查的框架内,现在可以测量比Friedrich Bessel精确一千倍的视差。非常长的基线阵列(VLBA)是一种全洲范围的射电望远镜系统,分布在北美,夏威夷和加勒比海地区,具有十个碟形天线,可以测量与远距离相关的微小角度。在这种情况下,测量结果大致等于月球上棒球的角度大小。

高度复杂的观测:距离的计算主要是简单的,但要求高度精确地测量物体位置的明显偏移角度 - 只有VLBA才能提供此类测量。 ©Bill Saxton,NRAO / AUI / NSF;美国宇航局罗伯特赫特。

德国马克斯普朗克射电天文学研究所(MPIfR)的Alberto Sanna说:“使用VLBA,我们现在可以精确地绘制我们银河系的整个范围。

2014年和2015年进行的新VLBA观测测量距离太阳银河系另一侧的恒星形成区G007.47 + 00.05超过66,000光年,距银河中心很近距离27,000光年。以前的视差测量记录约为36,000光年。

“我们银河系中的大多数恒星和气体都在距离太阳最近的距离内。有了VLBA,我们现在可以测量足够的距离,以准确地跟踪银河系的螺旋臂并了解它们的真实形状,“Sanna解释道。

VLBA观测测量到新星形成区域的距离。

这些区域包括水和甲醇分子作为无线电信号天然放大器的地方 - 脉泽,无线电波等同于用于光波的激光器。这种效果使无线电信号变得明亮,并且可以通过射电望远镜观察到。

银河系拥有数百个包含脉泽的恒星形成区域。 “所以我们有很多'里程碑'用于我们的测绘项目。但是这一个是特别的:从银河系一路看,穿过它的中心,进入另一边“,MPIfR的Karl Menten说。

天文学家的目标是最终揭示我们自己的银河系统,如果我们可以离开它,看起来像是什么样的,可能向外传播一百万光年,并且正面观看它,而不是沿着它的光盘平面观看。这项任务将需要更多的观察和艰苦的工作,但科学家们说,现在工作的工具已经到位了。这需要多长时间?

“在未来10年内,我们应该有一个相当完整的图景,”哈佛 - 史密松天体物理中心的马克里德预测道。

出版物:Alberto Sanna等人,“映射银河系远端的螺旋结构”Science 2017年10月13日:Vol。 358,Issue 6360,第227-230页; DOI:10.1126 / science.aan5452

来源:马克斯普朗克研究所

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