Les emplacements de notre système solaire et de W3OH dans notre galaxie. Crédit d'image: Max Planck Society Cliquez pour agrandir
Le bras en spirale de Persée, le bras en spirale le plus proche de la Voie lactée en dehors de l'orbite du Soleil, se trouve à moitié seulement de la Terre, comme certains résultats précédents l'avaient suggéré. Une équipe internationale d'astronomes comprenant des scientifiques du Max-Planck-Institut f ?? bf? R Radioastronomie (MPIfR) a récemment réalisé la mesure de distance la plus précise jamais réalisée jusqu'au bras Persée. Cela a été fait en utilisant une vaste gamme de radiotélescopes aux États-Unis appelés Very Long Baseline Array, observant des taches très lumineuses dans les nuages de gaz qui contiennent de l'alcool méthylique dans le matériel placentaire entourant une étoile nouvellement formée appelée W3OH.
Le Dr Xu Ye, astronome à l'Observatoire de Shanghai qui travaille actuellement au Max-Planck-Institut f ?? bf? R Radioastronomie et l'un des membres de l'équipe internationale qui a effectué les mesures, a déclaré que «nous avons mesuré la distance de la manière la plus simple et méthode la plus directe en astronomie - essentiellement la technique utilisée par les géomètres appelée triangulation. " Plus précisément, l'équipe a utilisé le point de vue changeant de la Terre alors qu'elle orbite autour du Soleil pour former une jambe d'un triangle. Mesurant le changement de position apparente d'une source, ils pourraient calculer la distance de la source par simple trigonométrie (résultant en 6357 ?? bf? 130 années-lumière).
Ce résultat résout le problème de longue date de la distance à ce bras en spirale. Dans le passé, différentes méthodes de mesure de la distance ont été en désaccord de plus d'un facteur 2. Le professeur Karl Menten, un autre membre de l'équipe, déclare que «cela confirme les distances basées sur la luminosité apparente des jeunes étoiles mais n'est pas d'accord avec les distances basées sur un modèle de rotation de la Voie lactée. La raison de cet écart est que les jeunes étoiles du bras en spirale Persée ont des mouvements étonnamment importants. »
Les astronomes ont découvert que la jeune étoile ne se déplace pas sur une orbite circulaire autour de la Voie lactée, mais s'écarte de 10% de la circulaire. Il tourne plus lentement et «tombe» vers le centre de la Voie lactée. Le membre de l'équipe Zheng Xing-Wu de l'Université de Nanjing souligne que «l'explication la plus simple est que le nuage de gaz à partir duquel l'étoile s'est formée a été attiré par la gravité par une masse excessive de matière dans le bras en spirale de Persée».
«Des études comme la nôtre sont les premières étapes pour cartographier avec précision la Voie lactée», explique le Dr Mark Reid, membre de l'équipe du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. «Nous avons établi que le radiotélescope que nous avons utilisé, le Very Long Baseline Array, peut mesurer des distances avec une précision sans précédent - près d'un facteur 100 fois meilleur que précédemment.» Pour avoir une idée de cette mesure, on peut visualiser une personne debout sur la lune, tenant une torche dans sa main tendue. Laissez-la se retourner comme une glace, mais ne faites qu'un seul tour en un an. La mesure VLBA équivaut à mesurer le mouvement de la torche avec une précision comparable à la taille de la torche.
La technique utilisée est l'interférométrie à très longue base (VLBI), où les observations faites avec de nombreux télescopes sont combinées pour atteindre la résolution d'un télescope extraordinairement grand presque de la taille de la Terre. Les télescopes VLBA s'étendent d'Hawaï sur le continent américain jusqu'aux îles Vierges de Sainte-Croix, produisant la résolution d'un télescope de 8 000 km de diamètre. Bien que le VLBA ait une résolution extrêmement élevée, il nécessite des sources radio extrêmement lumineuses et très compactes telles que des masers pour de telles mesures (un maser est l'équivalent micro-ondes d'un laser.) Avec l'eau, le méthanol est la molécule de maser la plus répandue trouvée dans les étoiles. formant des régions. La raie spectrale de méthanol utilisée pour la présente expérience a été découverte au cours de la thèse du professeur Menten dans les années 80. En 1988, tout en travaillant avec le Dr Reid, ils ont effectué les premières observations VLBI de masers au méthanol; la cible était alors également W3OH. «Déjà alors, nous rêvions d'observations comme celle-ci», explique Menten.
En fait, des observations VLBA similaires ont également été faites sur des masers à eau dans W3OH. Cet effort, mené par Kazuya Hachisuka du MPIfR, a donné une distance similaire aux masers au méthanol. "Une splendide confirmation!" dit Hachisuka. Son équipe comprend également Reid et Menten et un certain nombre de scientifiques japonais.
Les observations de méthanol ne sont que le début d'un projet à très grande échelle que Reid et Menten ont lancé. Il déterminera les distances et les mouvements des masers au méthanol sur toute la Voie lactée. On lui a accordé un grand bloc de temps d'observation VLBA. En plus des mouvements dans le ciel, ces observations donnent également la vitesse de l’étoile vers ou loin de l’observateur en mesurant le décalage Doppler des raies de méthanol. Les mouvements tridimensionnels qui en résulteront offriront des contraintes uniques non seulement sur la rotation de la Voie lactée, mais également sur la distribution de la matière noire invisible qui est supposée l'entourer.
Alors que la méthode - la trigonométrie simple - semble fondamentale, la transformation en résultats pratiques nécessite une compréhension approfondie du VLBA et de tous les aspects des observations, y compris une modélisation approfondie de l'atmosphère terrestre qui affecte les ondes radio entrantes. Le Dr Reid a consacré de nombreuses années de sa vie à atteindre le point où des programmes comme celui-ci peuvent être exécutés.
Au fil des ans, cet effort véritablement international a été soutenu par un prix de recherche décerné au Dr Reid par la Fondation Alexander von Humboldt. La coopération avec l'Observatoire de Shanghai est soutenue par un programme conjoint de la société Max Planck, de l'Académie chinoise des sciences et du programme des visiteurs de la Smithsonian Institution.
Source d'origine: Max Planck Society
