Wie weit, die Sterne? Quasare Löse das Sternhaufen-Geheimnis der sieben Schwestern

Superhelle Galaxien, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden, haben den Astronomen geholfen, die genaueste Entfernung zum ikonischen Sternhaufen der Plejaden zu finden.

Die Messung, die Quasare als helle und konsistente Marker für die relative Entfernung verwendete, kartierte den berühmten Sternhaufen "Sieben Schwestern" mit 136,2 Parsek oder 444 Lichtjahren von der Erde entfernt.

Der leitende Forscher Carl Melis nahm das Projekt vor fünf Jahren während seines Studiums an der Universität von Kalifornien in Los Angeles auf, nachdem er John Stauffer (einen Co-Autor des Artikels) getroffen hatte. Melis erinnerte sich, erstaunt zu sein, dass es Streit darüber gab, wie weit die Plejaden von der Erde entfernt sind. [Planeten schleichen sich auf Plejaden Sternhaufen (Video)]

"Hier ist dieser kanonische Cluster - jeder kennt die Plejaden, sogar den Laien - und wir wissen nicht einmal, wie weit es entfernt ist", sagte Melis, die jetzt Astrophysikerin an der Universität von Kalifornien in San Diego ist, zu ProfoundSpace.org.

Visuelle vs Radiomessungen

Wenn Astronomen stellare Entfernungen für Objekte schätzen, die relativ nah an der Erde liegen, verwenden sie eine Methode namens Parallaxe. Einfach ausgedrückt werden Messungen der Position eines Sterns relativ zu anderen Sternen durchgeführt, wenn sich die Erde auf jeder Seite ihrer einjährigen Umlaufbahn befindet. Durch die Messung der Positionsänderung können Astronomen den Abstand durch einfache Geometrie schätzen.

Wissenschaftler haben diese Technik seit den 1800er Jahren gekannt, aber es hat Grenzen. Der größte ist, dass sich auch andere Sterne bewegen, was es schwierig macht, präzise Messungen zu machen.

Anstatt sich auf diese Methode zu verlassen, nutzte das Team von Melis Radiomessungen, um die Arbeit zu verrichten. Dies eröffnete einen zuverlässigeren Entfernungssender: Quasare, erstaunlich helle galaktische Kerne, die von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden. Quasare, die klar im Spektrum der Radiowellen leuchten, sind extrem weit entfernt - so weit entfernt, dass ihre relative Bewegung noch nicht gemessen wurde, sagte Melis.

"Die Schönheit dieser Technik, wenn ich meinen Stern beobachte und Messungen mache, ist, dass jede Änderung ausschließlich meinem Stern zu verdanken ist. Der Quasar sitzt einfach da. Das ist der Unterschied zwischen optischen und Radiotechniken", sagte Melis.

Die Forscher nutzten das Very Long Baseline Array, ein Netzwerk aus zehn Teleskopen, die sich hier auf der Erde Tausende von Kilometern weit voneinander entfernten, und mehrere andere Radioschüsseln, um die Messungen durchzuführen. Zwei Jahre lang wurden einmal pro Woche vier Sternsysteme der Plejaden und fünf Sterne gemessen.

Entlang des Weges fanden Forscher eine Entdeckung: Zwei dieser Sterne sind ein binäres System, etwas, das vermutet, aber nicht verifiziert wurde. Messungen, die am Keck-Observatorium auf Hawaii gemacht wurden, bestätigten die Binärdaten, sagte Melis.

Eine Kontroverse lösen?

Melis sagte, die Arbeit seines Teams löst eine jahrzehntelange Kontroverse darüber auf, wie weit die Plejaden entfernt sind. Herkömmliche Parallaxe pegging die Entfernung bei 133,5 Parsec oder 435 Lichtjahre, während der europäische Hipparcos-Satellit ein Ergebnis von 120,2 Parsec (392 Lichtjahre) zurückgab.

Hipparcos maß immer noch Sterne relativ zu anderen Sternen, aber die bloße Anzahl der Sterne, die es verwendete, stellte andere Messungen weit in den Schatten, sagte Melis. Der Satellit modellierte die Bewegungen von etwa 120.000 Sternen und gilt in den meisten Fällen als hochgenau. Andere Messungen tendieren dazu, nur bis zu 1.000 Sterne zu verwenden, sagte er.

"Hipparcos war ein großer Erfolg und revolutionierte unser Verständnis der stellaren Astrophysik, aber anscheinend ging etwas schief [mit dieser Messung], was bedauerlich ist", sagte Melis.

Während er anerkennt, dass andere Forscher ihre eigenen Ideen bezüglich der Genauigkeit seines Teams haben, sagte Melis, dass die Funktechnik schon früher benutzt wurde. Verschiedene Astrophysiker haben die Methode für Messungen an Objekten wie dem Orionnebel-Cluster, der Taurus-Sternbildungsregion und massereichen Sternbildungsregionen in der Milchstraße eingesetzt.

Melis fügte hinzu, dass vier weitere Sternentfernungsmessungen für die Plejaden in eine weitere Forschungsarbeit, an der er arbeitet, aufgenommen werden, die für dieses Jahr geplant ist. In einigen Fällen gelang es den Astronomen, die orbitale Bewegung der Sterne zu verfolgen, was genauere Massenmessungen der Sterne selbst ermöglichen würde, fügte er hinzu.