Οι σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας είναι πιο κοντά από όσο θεωρούσαμε

Πηγή: NewScientist, 8 Δεκεμβρίου 2005

Ένας από τους σπειροειδείς βραχίονες γεμάτος άστρα του Γαλαξία μας βρίσκεται δύο φορές πιο κοντά στη Γη, από ό,τι πρόβλεπαν οι ως τώρα εκτιμήσεις. Η νέα έρευνα έχει κάνει την πιο ακριβή μέτρηση της απόστασης από τον βραχίονα που έγινε μέχρι τώρα, κάτι που θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να καταλάβουν πώς σχηματίστηκε η σπειροειδής δομή του Γαλαξία μας.

Δεξιά εικόνα: Ο Γαλαξίας αποτελείται από τέσσερις κύριους βραχίονες που κάμπτονται γύρω από το κέντρο του - οι αστρονόμοι μέτρησαν την απόσταση από τη Γη σε μια περιοχή όπου διαμορφώνονται τα αστέρια, που αποκαλείται W3OH μέσα στο βραχίονα του Περσέως.
Άλλοι βραχίονες είναι του Τοξότη, της Τροπίδας, του Ωρίωνα (που ανήκει και το ηλιακό μας σύστημα), της Ασπίδας, του Κανόνα, του Νότιου Σταυρού, των 3 Κιλοπαρσέκ και τέλος ο Εξωτερικός Βραχίονας. Κοντά στο Γαλαξιακό Κέντρο βρίσκεται μαζεμένη όλη σχεδόν η μεσογαλαξιακή σκόνη, που απορροφά το ορατό φως. Γι αυτό και το Γαλαξιακό Κέντρο είναι ουσιαστικά αόρατο. Μόνο με τις υπέρυθρες ακτίνες και τα ραδιοκύματα μπορούμε να συλλάβουμε τι υπάρχει εκεί. Επίσης, στο Κέντρο του Γαλαξία μας υπάρχει η πολύ μεγάλης μάζας μαύρη τρύπα (3,7 εκατομμύρια ηλιακές μάζες) σε έκταση όση η απόσταση της Γης από τον Ήλιο (2 αστρονομικές μονάδες). Το Γαλαξιακό Κέντρο στον ουρανό βρίσκεται ανάμεσα στους αστερισμούς του Τοξότη και Σκορπιού.

Ο Γαλαξίας μας εμφανίζεται να αποτελείται από τέσσερις κύριους βραχίονες που κάμπτονται γύρω από το κέντρο του, σαν ένας παιδικός μύλος. "Εντούτοις, η θέαση που έχουμε από το εσωτερικό του Γαλαξία κάνει δύσκολο να βρούμε με ακρίβεια τη σπειροειδή δομή του", γράφει μια ομάδα που καθοδηγείται από τον Ye Xu του Αστρονομικού Παρατηρητήριου της Σαγκάης στην Κίνα, στο περιοδικό Science.

Η μέτρηση της απόστασης έως τους σπειροειδείς βραχίονες είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Αυτό οφείλεται γιατί οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν μόνο την ταχύτητα ενός αστρονομικού αντικειμένου από τη σκοπιά του πόσο γρήγορα κινείται προς ή από από τη Γη. Η σύγκριση αυτής της ταχύτητας με τα θεωρητικά μοντέλα, που υποθέτουν ότι τα αντικείμενα ταξιδεύουν σε κυκλικές πορείες γύρω από το κέντρο του γαλαξία, επιτρέπει στους αστρονόμους να συμπεράνουν την απόσταση του αντικειμένου από τη Γη.

Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνική είχαν υπολογίσει προηγουμένως την απόσταση έως τον Περσέα, τον βραχίονα αμέσως μετά από τον ήλιο, σε περισσότερο από 13.000 έτη φωτός. Αλλά, άλλοι ερευνητές υπολόγισαν ότι είναι η μισή αυτής της απόστασης χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που συγκρίνει την φαινόμενη λαμπρότητα των πολύ μεγάλων νέων άστρων με τις εκτιμήσεις της πραγματικής (εγγενούς) φωτεινότητάς τους.

Τώρα η ομάδα του Xu έχει χρησιμοποιήσει μια τρίτη τεχνική - 100 φορές ακριβέστερη από τις άλλες δύο - για να συμπεράνει ότι ο βραχίονας του Περσέως είναι πράγματι σχετικά κοντά, ακριβώς 6.400 έτη φωτός από τη γη.

Γι αυτό το σκοπό χρησιμοποίησαν ένα σύστημα 10 ραδιο-δίσκων, που δίνει την καλύτερη εικόνα από οποιοδήποτε άλλο τηλεσκόπιο. Λέγεται Very Long Baseline Array (VLBA), ενώ οι δίσκοι - διαμέτρου 25 μέτρα ο κάθε ένας - είναι διεσπαρμένοι από τη Χαβάη έως την Καραϊβική Θάλασσα.

Εστίασαν λοιπόν σε μια περιοχή όπου σχηματίζονται τα αστέρια, που αποκαλείται W3OH μέσα στο βραχίονα του Περσέα. Τα λαμπρά, νέα αστέρια θερμαίνουν τον ατμό της μεθανόλης, που είναι σε αέρια νέφη γύρω από αυτά, εκπέμποντας στη συνέχεια αυτό το αέριο ραδιοκύματα που ονομάζονται "μέϊζερ".

Η ομάδα παρακολούθησε τα μέϊζερ σε πέντε διαστήματα κατά τη διάρκεια ενός χρόνου, καθορίζοντας την απόστασή τους με τριγωνισμό, δηλαδή παρατηρώντας τις θέσεις τους από διαφορετικά σημεία κατά μήκος της γήινης τροχιάς.

"Χρησιμοποιήσαμε τη μεταβλητή πλεονεκτική θέση μας για να διαμορφώσουμε τη μία πλευρά ενός τριγώνου", λέει το μέλος της ομάδας Mark Reid, ένας αστρονόμος στο Αστροφυσικό Παρατηρητήριο στο Καίμπριτζ της Μασαχουσέτης. "Έπειτα, μετρώντας την αλλαγή στη γωνία της πηγής, καθώς η Γη περιφερόταν γύρω από τον ήλιο, μπορέσαμε να υπολογίσουμε την απόσταση της πηγής με απλή τριγωνομετρία.

Κι έτσι διαπίστωσαν ότι η περιοχή W3OH δεν κινείται σε μια τέλεια κυκλική τροχιά αλλά αντίθετα ακολουθεί μια ελλειπτική πορεία, σαν να σύρεται κατά μήκος του σπειροειδούς βραχίονα του Περσέα. "Φαίνεται ότι οι σπειροειδείς βραχίονες μπορούν να έχουν μια υψηλότερη πυκνότητα από όση προηγουμένως νομίζαμε", είπε ο Reid.

Η ομάδα τώρα θα χρησιμοποιήσει το VLBA για να μετρήσει τις αποστάσεις σε μια δωδεκάδα περιοχές όπου γεννιούνται τα αστέρια αρκετά μακριά από τους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία. "Ελπίζουμε να χρησιμοποιήσουμε τέτοια στοιχεία για να καταλάβουμε καλύτερα με ποιο τρόπο σχηματίζεται η σπειροειδής μορφή των βραχιόνων", λέει ο Reid.