För många av oss kan det vara en överraskning att titta noggrant i spegeln och kliva på badrumsskalan strax efter semestern. Högprecisionsmätningar av Vintergatan avslöjar att vår galax roterar cirka 100 000 mil per timme snabbare än tidigare förstått. Den ökade hastigheten, säger Mark Reid från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ökar Vintergatan med 50 procent. Den större massan innebär i sin tur ett större gravitationellt drag som ökar sannolikheten för kollisioner med Andromedagalaxen eller mindre galaxer i närheten. Så även om vi är snabbare, är vi också tyngre och mer troliga att förintas. Besvikelse!
Forskarna använder National Science Foundation: s Very Long Baseline Array (VLBA) radioteleskop för att göra om kartan över Vintergatan. Med hjälp av VLBA: s enastående förmåga att göra extremt detaljerade bilder genomför teamet ett långsiktigt program för att mäta avstånd och rörelser i vår Galaxy. På American Astronomical Society's möte i Long Beach, Kalifornien, sa Reid att de använder trigonometrisk parallax för att göra mätningarna. "Det är exakt vad kartläggare använder på jorden för att mäta avstånd," sade han. "Och det här är guldmätningsstandard inom astronomi."
Trigonometrisk parallax användes först 1838 för att mäta det första stjärnavståndet. Men med bättre teknik är noggrannheten nu cirka 10 000 gånger större.
Vårt solsystem är cirka 28 000 ljusår från Vintergatan. På det avståndet indikerar de nya observationerna att vi rör oss på cirka 600 000 miles per timme i vår galaktiska bana, upp från den tidigare uppskattningen på 500 000 miles per timme.
Forskarna observerade 19 regioner med produktiv stjärnbildning över galaxen. I områden inom dessa regioner stärker gasmolekyler naturligt förekommande radioemission på samma sätt som lasrar stärker ljusstrålarna. Dessa områden, kallade kosmiska masers, fungerar som ljusa landmärken för VLBA: s skarpa radiovision. Genom att observera dessa regioner upprepade gånger ibland när jorden befinner sig på motsatta sidor av sin bana runt solen, kan astronomerna mäta den lilla uppenbara förskjutningen av objektets position mot bakgrunden till mer avlägsna objekt.
Astronomerna fann att deras direkta avståndsmätningar skilde sig från tidigare indirekta mätningar, ibland med så mycket som en faktor av två. De stjärnbildande regionerna med de kosmiska masersna "definierar spiralarmarna i galaxen", förklarade Reid. Att mäta avståndet till dessa regioner ger således en måttstock för att kartlägga Galaxy's spiralstruktur.
De stjärnbildande regionerna visas i de gröna och blå prickarna på bilden ovan. Vår sol (och oss!) Är där den röda cirkeln är belägen.
VLBA kan fixa positioner på himlen så exakt att objektens verkliga rörelse kan upptäckas när de går i omlopp mellan Vintergatan. Tillägg till rörelsemätningar längs siktlinjen, bestämd utifrån förändringar i frekvensen av masers radioutsläpp, kan astronomerna bestämma de fullständiga 3-dimensionella rörelserna i de stjärnbildande regionerna. Med hjälp av denna information rapporterade Reid att ”de flesta stjärnbildande regioner inte följer en cirkulär bana när de går runt Galaxy; istället finner vi dem rör sig långsammare än andra regioner och på elliptiska, inte cirkulära, banor. ”
Forskarna tillskriver detta vad de kallar spiraldensitetsvågschocker, som kan ta gas i en cirkulär bana, komprimera den för att bilda stjärnor och få den att gå in i en ny elliptisk bana. Detta, förklarade de, hjälper till att stärka spiralstrukturen.
Reid och hans kollegor hittade också andra överraskningar. Att mäta avståndet till flera regioner i en enda spiralarm tillät dem att beräkna armens vinkel. "Dessa mätningar," sade Reid, "indikerar att vår Galaxy troligen har fyra, inte två, spiralarmar av gas och damm som bildar stjärnor." Nyligen genomförda undersökningar av NASA: s Spitzer Space Telescope tyder på att äldre stjärnor främst bor i två spiralarmar, vilket väcker en fråga om varför de äldre stjärnorna inte visas i alla armarna. Att besvara den frågan, säger astronomerna, kommer att kräva fler mätningar och en djupare förståelse för hur galaxen fungerar.
Så när vi vet att vi är mer massiva, hur kan vi jämföra med andra galaxer i vårt grannskap? "I vår lokala grupp av galaxer ansågs Andromeda vara den dominerande stora systern," sade Reid på konferensen, "men vi är i princip lika stora och stora. Vi är inte identiska tvillingar, men mer som broders tvillingar. Och det är troligt att de två galaxerna kommer att kollidera förr än vi trodde, men det beror på en mätning av sidleds rörelse, som ännu inte har gjorts. ”
VLBA är ett system med 10 radioteleskopantenner som sträcker sig från Hawaii till New England och Karibien. Den har den bästa upplösningskraften, av alla astronomiska verktyg i världen. VLBA kan rutinmässigt producera bilder hundratals gånger mer detaljerade än de som produceras av Hubble Space Telescope. VLBA: s enorma upplösningskraft, lika med att kunna läsa en tidning i Los Angeles från New Yorks avstånd, är det som tillåter astronomerna att göra exakta avståndsbestämningar.
Källa: AAS, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
