Bildkredit: NOAO
Astronomer från NASAs Jet Propulsion Laboratory har uppmätt avståndet till Pleiades-stjärnklyngen till största precision någonsin. Detta är viktigt eftersom den europeiska Hipparcos-satelliten tidigare uppmätt ett avstånd till klustret som skulle ha motsägt teoretiska modeller av stjärnornas livscykler. Denna nya mätning visar att Hipparcos var felaktig, och den etablerade teorin kvarstår.
Stjärnklyngen känd som Pleiaderna är ett av de mest kända föremålen på natthimlen, och i årtusenden har det firats i litteratur och legend. Nu har en grupp astronomer erhållit ett mycket exakt avstånd till en av Pleiades stjärnorna kända sedan antiken som Atlas. De nya resultaten kommer att vara användbara i den långvariga ansträngningen att förbättra den kosmiska avståndsskalan och för att bedriva forskning om den stellar livscykeln.
I 22 januari-numret av tidskriften Nature rapporterar astronomer från California Institute of Technology och NASA: s Jet Propulsion Laboratory, båda i Pasadena, Kalifornien, det bästa avståndet till dubbelstjärnan Atlas. Stjärnan, tillsammans med ”fru” Pleione och deras döttrar, ”sju systrarna”, är de främsta stjärnorna i Pleiaderna som är synliga för det obelagda ögat, även om det faktiskt finns tusentals stjärnor i klustret. Enligt teamets årtionde av noggranna interferometriska mätningar ligger någonstans mellan 434 och 446 ljusår från jorden.
Avståndet till Pleiades-klustret kan verka något upresist, men är faktiskt korrekt med astronomiska standarder. Den traditionella metoden för att mäta avstånd är att notera en stjärnas exakta position och sedan mäta dess lilla förändring i position när jorden själv har flyttat till andra sidan solen. Denna metod kan också användas för att hitta avstånd på jorden: Om du noggrant registrerar ett träds placering ett okänt avstånd bort, flyttar ett specifikt avstånd till din sida och mäter hur långt trädet tydligen har "rört sig", är det möjligt att beräkna det faktiska avståndet till trädet med hjälp av trigonometri.
Denna procedur ger emellertid endast en grov avståndsuppskattning till även de närmaste stjärnorna, på grund av de inblandade gigantiska avstånden och de subtila förändringarna i stjärnläget som måste mätas.
Teamets nya mätning avgör en kontrovers som uppstod när den europeiska satelliten Hipparcos tillhandahöll en mycket kortare avståndsmätning till Pleiaderna än väntat och motsatte sig teoretiska modeller av stjärnornas livscykler.
Denna motsägelse berodde på fysiska lagar om ljusstyrka och dess förhållande till avstånd. En 100-watts glödlampa en mil bort ser exakt lika ljus som en 25-watts glödlampa en halv mil bort. Så för att ta reda på wattaget i en avlägsen glödlampa, måste vi veta hur långt det är. På samma sätt måste vi mäta hur långt de är bort för att ta reda på "wattaget" (ljusstyrka) hos observerade stjärnor. Teoretiska modeller av den inre strukturen och kärnreaktioner hos stjärnor med känd massa förutspår också deras ljusstyrka. Så teorin och mätningar kan jämföras.
Hipparkosdata gav emellertid ett avstånd som var lägre än det som antagits från de teoretiska modellerna, vilket antydde antingen att själva Hipparcos-avståndsmätningarna var avstängda, eller annars att det var något fel med modellerna för livscyklerna för stjärnor. De nya resultaten visar att Hipparcos-uppgifterna var felaktiga och att modellerna för den stellar evolutionen verkligen är sunda.
De nya resultaten kommer från noggrann observation av Atlas och dess följeslagare - ett binärt förhållande som inte definitivt visades förrän 1974 och verkligen var okänt för antika himmelens tittare. Med hjälp av data från Mount Wilson stellar interferometer, intill det historiska Mount Wilson Observatory, och Palomar Testbed Interferometer vid Caltechs Palomar Observatory nära San Diego, bestämde teamet en exakt bana om binären.
Interferometri är en avancerad teknik som möjliggör bland annat att "dela" två kroppar så långt bort att de normalt framträder som en enda oskärpa, även i de största teleskopen. Att känna till omloppsperioden och kombinera den med omloppsmekanik gjorde det möjligt för teamet att dra slutsatsen om avståndet mellan de två kropparna, och med denna information, för att beräkna avståndet mellan det binära till jorden.
"Under många månader hade jag svårt att tro att vår distansberäkning var 10 procent större än den som publicerades av Hipparcos-teamet," säger huvudförfattaren Xiao Pei Pan från JPL. "Slutligen, efter intensiv omprövning, blev jag säker på vårt resultat."
Medförfattare Shrinivas Kulkarni, en professor i astronomi och planetarisk vetenskap, sa: ”Vår avståndsberäkning visar att allt är väl i himlen. Stjärnmodeller som används av astronomer bekräftas av vårt värde. ”
"Interferometri är en ung teknik inom astronomi och vårt resultat banar väg för underbar återkomst från Keck-interferometern och det förväntade rymdinterferometri-uppdraget som förväntas lanseras 2009," sa medförfattare Michael Shao från JPL, främsta utredare för det planerade uppdraget och för Keck-interferometern, som förbinder de två 10-meters teleskopen vid Keck-observatoriet på Hawaii. Palomar Testbed Interferometer designades och byggdes av ett team av forskare från JPL under ledning av Mark Colavita och Shao. Det fungerade som en teknisk testbed för Keck Interferometer.
Originalkälla: NASA / JPL News Release
