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科学家首次高精度测定银河系英仙臂的距离


http://www.sina.com.cn 2005年12月13日 09:25 科学时报

  本报讯 中科院上海天文台徐烨博士、南京大学天文系郑兴武教授、美国哈佛-斯密松宁天体物理中心Mark Reid博士、德国马普射电天文研究所Karl Menten教授等人合作,用世界上分辨率最高的射电望远镜,精确地测定了离地球约6370光年的一个大质量分子云核的距离和运动速度。它是迄今为止在天文学中精确测定的最远天体的距离。通过对这个分子云的距离和速度的精确测定,解决了在天文学里银河系漩涡结构中离太阳最近英仙臂距离的长期争论;其结果有力地证明了银河系密度波理论。最近一期美国《科学》杂志刊登了这4位天文学
家的论文(Science,2005, Dec. 8)。

  目前世界上分辨率最高的射电望远镜是甚长基线干涉仪,它的等效口径约为8000多公里。这四位科学家使用这种甚长基线干涉仪,在2003年7月至2004年7月一年之内5次观测银河系英仙臂大质量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射,这种辐射物理上非常类似人们所熟悉的激光,因此有人称它为宇宙激光,其亮温度有几千亿度,有的甚至更高。这四位科学家在用以太阳和地球的距离为基线的三角视差方法,解决了一系列具有挑战性的观测技术难题后,精确测量了这些宇宙微波激射源的距离和运动速度。距离的测量精度为2%。这是有史以来天文学中精度最高的距离测量。

  人们能够很容易地用望远镜观测到非常壮观的河外漩涡星系,但由于人类居住的太阳系在银河系里,人们很难还原看起来像河外漩涡星系那样的结构。另外,由于银道面上有大量尘埃的遮挡,即使是世界上最大的光学望远镜也不可能测量银道面上几千光年以外天体的距离。过去由于不能直接测量比较远距离天体的距离,往往通过建立某种模型来构架银河系的漩涡结构。现代天体物理学的发展,越来越认识到这种模型的局限性。这四位科学家完全摒弃了模型,用上面所述直接的三角视差方法,测得银河系漩涡中离太阳最近英仙臂距离,以及这个臂中分子云核的三维运动。这个分子云核在银河系中的运动与银河系漩涡结构密度波理论预计的速度场基本一致。四位科学家给出的结果意味着人类能够首次直接测量银河系的大小和它的运动学,对精确测量宇宙的大小和年龄具有重要意义;另外,该项观测技术对精密射电天体测量的潜在意义也得到了天文学界的高度评价。

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