Radioteleskop Lösa Pleiader Avståndsdebatt

Pin
Send
Share
Send

Hösten kommer snart att vara vid vår dörr. Men innan bladen ändrar färger och lukten av pumpa fyller våra kaféer kommer Pleiades-stjärnklyngen att markera den nya säsongen med sin tidigare närvaro på natthimlen.

Den känsliga gruppering av blå stjärnor har varit en framträdande syn sedan antiken. Men de senaste åren har klustret också varit föremål för en intensiv debatt, vilket markerar en kontrovers som har oroat astronomer i mer än ett decennium.

Nu hävdar en ny mätning att avståndet till Pleiades-stjärnklyngen uppmätt med ESA: s Hipparcos-satellit är definitivt fel och att tidigare mätningar från markbaserade teleskop hade det rätt hela tiden.

Pleiades-stjärnklyngen är ett perfekt laboratorium för att studera stjärnutvecklingen. Född från samma gasmoln visar alla stjärnor nästan identiska åldrar och kompositioner, men varierar i sin massa. Exakta modeller beror dock mycket på avstånd. Så det är kritiskt att astronomer vet klusterets avstånd exakt.

Ett väl fastnat avstånd är också en perfekt springbrett i den kosmiska avståndsstegen. Med andra ord, exakta avstånd till Pleiaderna hjälper till att producera exakta avstånd till de längsta galaxerna.

Men att mäta de stora avstånden i rymden exakt är svårt. En stjärnas trigonometriska parallax - dess lilla uppenbara förskjutning mot bakgrundsstjärnor orsakade av vår rörliga utsiktspunkt - berättar dess avstånd mer riktigt än någon annan metod.

Ursprungligen var konsensus att Pleiaderna ligger cirka 435 ljusår från Jorden. ESA: s Hipparcos-satellit, som sjösattes 1989 för att exakt mäta positioner och avstånd för tusentals stjärnor med parallax, producerade en distansmätning på endast cirka 392 ljusår, med ett fel på mindre än 1%.

"Det kanske inte verkar som en stor skillnad, men för att passa de fysiska egenskaperna hos Pleiades-stjärnorna utmanade det vår allmänna förståelse för hur stjärnor bildas och utvecklas," säger huvudförfattaren Carl Melis, från University of California, San Diego, i ett pressmeddelande. "För att passa Hipparcos-avståndsmätningen föreslog vissa astronomer till och med att någon typ av ny och okänd fysik måste vara på jobbet i så unga stjärnor."

Om klustret verkligen var 10% närmare än alla hade trott, måste stjärnorna i sig vara mörkare än stellarmodeller antydde. En debatt ledde om huruvida rymdskeppet eller modellerna hade fel.

För att lösa avvikelsen använde Melis och hans kollegor en ny teknik känd som mycket lång baslinje radiointerferometri. Genom att länka avlägsna teleskop tillsammans genererar astronomer ett virtuellt teleskop, med en datainsamlingsyta som är så stor som avstånden mellan teleskopen.

Nätverket inkluderade Very Long Baseline Array (ett system med 10 radioteleskop som sträcker sig från Hawaii till Jungfruöarna), Green Bank Telescope i West Virginia, William E. Gordon Telescope vid Arecibo Observatory i Puerto Rico och Effelsberg Radio Teleskop i Tyskland.

"Med hjälp av dessa teleskoper som arbetade tillsammans hade vi motsvarigheten till ett teleskop på jorden," sade Amy Miouduszewski, National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Det gav oss förmågan att göra extremt exakta positionsmätningar - motsvarande att mäta tjockleken på en fjärdedel i Los Angeles sett från New York."

Efter ett och ett halvt års observationer bestämde teamet ett avstånd på 444,0 ljusår till inom 1% - vilket matchade resultaten från tidigare markbaserade observationer och inte Hipparcos-satelliten.

"Frågan är nu vad som hände med Hipparcos?" Melis sa.

Rymdskeppet mätte positionen för ungefär 120 000 stjärnor i närheten och beräknade i princip avstånd som var mycket mer exakta än möjligt med markbaserade teleskop. Om detta resultat håller upp, kommer astronomer att kämpa med varför Hipparcos observationer felaktigt bedömde avståndet så dåligt.

ESA: s efterlängtade Gaia-observatorium, som lanserades 19 december 2013, kommer att använda liknande teknik för att mäta avståndet till cirka en miljard stjärnor. Även om det nu är redo att påbörja sitt vetenskapliga uppdrag, måste uppdragsteamet vara särskilt försiktigt och använda arbetet med markbaserade radioteleskop för att säkerställa att deras mätningar är korrekta.

Resultaten har publicerats i augusti 29 av Science och är tillgängliga online.

Pin
Send
Share
Send