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【博科园-科学科普】自18世纪以来天文学家已经意识到，我们的太阳系被嵌入了一个巨大的恒星和气体的圆盘中，被称为银河系。从那时起最伟大的科学头脑一直试图获得精确的距离测量，以确定银河系到底有多大。这并不是一件容易的事情，因为我们被嵌入到银河系的盘中，意味着我们不能正面看到它。
银河系螺旋结构的概念图。图片版权：NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt
但是多亏了一种叫做三角视差的时间测试技术，来自德国波恩的马克斯·普朗克射电天文学研究所(MPIfR)和哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的一组天文学家最近能够直接测量到银河系的另一边的距离。除了历史上的第一次，这一壮举几乎使我们银河系的距离测量记录增加了一倍。
这项研究描述了这一成就，标题为“银河系远侧的螺旋状结构”，最近发表在《科学》杂志上。由马克斯·普朗克射电天文学研究所的研究员阿尔贝托·桑娜领导，研究小组查阅了国家无线电天文观测台非常长的基线阵列(VLBA)的数据，以确定星系的另一边的恒星形成区域的距离。
与太阳的位置和恒星形成区域在半人马座旋臂的另一边，图片版权：Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Robert Hurt, NASA.
为了做到这一点，该团队依赖于1838年Freidrich Wilhelm Bessel首次应用的一项技术来测量到恒星61 Cygni的距离。这一技术被称为三角视差，涉及从地球绕太阳轨道的方向观察一个物体，然后测量物体表面位移的角度。通过这种方法，天文学家能够使用简单的三角函数计算出物体的距离。
简而言之，测量角度越小，物体的距离越高。这些测量是使用来自Bar和螺旋结构遗产调查(BeSSeL)的数据进行的，该调查是为了纪念Freidrich Wilhelm BeSSeL而命名的。但是贝塞尔和他的同时代人被迫使用基本的仪器测量视差，VLBA有10个碟状天线分布在北美、夏威夷和加勒比海地区。
有了这样一个阵列，VLBA能够测量出在Bessel时代的天文学家所执行的精确度的1000倍的视差。而不是局限于附近的恒星系统，VLBA能够测量与浩瀚宇宙距离相关的微小角度。
现在使用VLBA可以精确地绘制银河系的整个范围。银河系星系中的大多数恒星和气体都在离太阳最近的距离之内。通过VLBA，我们现在有能力测量足够的距离来精确追踪星系的旋臂，并了解它们的真实形状。
通过视差技术，天文学家在地球绕太阳轨道的两端观察物体，以精确地测量它的距离。图片版权：Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF.
VLBA观测在2014年和2015年进行，测量了恒星形成区域G007.47 + 00.05的距离。像所有的恒星形成区域一样，这一区域包含水分子和甲醇，它充当了无线电信号的天然放大器。这一结果在微波激射器中得到了结果，这一效应使得无线电信号在射电望远镜中显得明亮和容易观测。
这个特殊的区域位于地球的66000光年之外，相对于我们的太阳系，在银河系的另一边。之前的视差测量记录是大约36000光年，距离我们太阳系和银河系中心之间的距离大约11000光年。银河系星系中的大多数恒星和气体都在离太阳最近的距离内。通过VLBA，我们现在有能力测量足够的距离来精确追踪星系的旋臂，并了解它们的真实形状。
银河系内有数百个恒星形成区域。但是作为MPIfR成员之一的Karl Menten和该研究的合著者，他解释说：这项研究意义重大，因为它的位置在哪里，因此我们有足够的‘里程碑’来为我们的地图项目使用，从银河经过它的中央一直到另一边。
在夜空中可见的光带(银河系)，显示了我们银河系的恒星盘。图片：Bob King
在接下来的几年里，Sanna和他的同事们希望对G007.47 + 00.05和其他遥远的恒星形成区域进行额外的观测。最终目标是要完全了解我们的银河系，它是如此精确，以至于科学家们将能够最终精确地限制它的大小、质量和恒星的总数。
现在有了必要的工具，Sanna和他的团队甚至估计，在大约10年的时间里，银河系的完整图片将会出现。想象一下!未来的几代人将能够像在附近的银河系一样轻松地研究银河系，可以看到它的边缘。最后所有绘制我们银河系的印象图将是规模性的！