Sejak abad ke-18, para astronom telah menyadari bahwa Tata Surya kita tertanam dalam piringan besar bintang dan gas yang dikenal sebagai Galaksi Bima Sakti. Sejak saat itu, pikiran ilmiah terbesar telah berusaha untuk mendapatkan pengukuran jarak yang akurat untuk menentukan seberapa besar Bima Sakti. Ini bukan tugas yang mudah, karena fakta bahwa kita tertanam di disk galaksi kita berarti bahwa kita tidak dapat melihatnya secara langsung.
Tetapi berkat teknik teruji waktu yang disebut trigonometrik paralaks, tim astronom dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi (MPIfR) di Bonn, Jerman, dan Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian baru-baru ini dapat mengukur secara langsung jarak ke sisi berlawanan dari Galaksi Bima Sakti. Selain menjadi bersejarah pertama, prestasi ini hampir dua kali lipat rekor sebelumnya untuk pengukuran jarak di galaksi kita.
Studi yang menggambarkan pencapaian ini, berjudul "Memetakan Struktur Spiral di sisi Bima Sakti", baru-baru ini muncul di jurnal Ilmu. Dipimpin oleh Alberto Sanna, seorang peneliti dari Institut Max Planck untuk Astronomi Radio, tim berkonsultasi data dari National Long-line Baseline Array Observatory (VLBA) Observatorium Radio Nasional untuk menentukan jarak ke daerah pembentuk bintang di sisi lain galaksi kita .
Untuk melakukan ini, tim mengandalkan teknik yang pertama kali diterapkan oleh Freidrich Wilhelm Bessel pada 1838 untuk mengukur jarak ke bintang 61 Cygni. Dikenal sebagai paralaks trigonometri, teknik ini melibatkan melihat objek dari sisi berlawanan dari orbit Bumi di sekitar Matahari, dan kemudian mengukur sudut pergeseran posisi objek yang terlihat. Dengan cara ini, para astronom dapat menggunakan trigonometri sederhana untuk menghitung jarak ke objek itu.
Singkatnya, semakin kecil sudut yang diukur, semakin besar jarak ke objek. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan data dari Bar dan Spiral Structure Legacy (BeSSeL), yang dinamai untuk menghormati Freidrich Wilhelm Bessel. Tetapi sementara Bessel dan orang-orang sezamannya dipaksa untuk mengukur paralaks menggunakan instrumen dasar, VLBA memiliki sepuluh antena parabola yang didistribusikan di seluruh Amerika Utara, Hawaii, dan Karibia.
Dengan susunan seperti itu, VLBA mampu mengukur paralaks dengan seribu kali akurasi yang dilakukan oleh para astronom pada zaman Bessel. Dan alih-alih terbatas pada sistem bintang di dekatnya, VLBA mampu mengukur sudut sangat kecil yang terkait dengan jarak kosmologis yang luas. Seperti yang dijelaskan Sanna dalam siaran pers MPIfR baru-baru ini:
“Menggunakan VLBA, kita sekarang dapat memetakan seluruh galaksi kita secara akurat. Sebagian besar bintang dan gas di Galaksi kita berada dalam jarak yang baru diukur dari Matahari. Dengan VLBA, kami sekarang memiliki kemampuan untuk mengukur jarak yang cukup untuk secara akurat melacak lengan spiral Galaxy dan mempelajari bentuk aslinya. "
Pengamatan VLBA, yang dilakukan pada tahun 2014 dan 2015, mengukur jarak ke wilayah pembentuk bintang yang dikenal sebagai G007.47 + 00.05. Seperti semua daerah pembentuk bintang, yang ini mengandung molekul air dan metanol, yang bertindak sebagai penguat alami sinyal radio. Ini menghasilkan maser (gelombang radio yang setara dengan laser), efek yang membuat sinyal radio tampak cerah dan mudah diamati dengan teleskop radio.
Wilayah khusus ini terletak lebih dari 66.000 tahun cahaya dari Bumi dan di sisi berlawanan dari Bima Sakti, relatif terhadap Tata Surya kita. Rekor sebelumnya untuk pengukuran paralaks adalah sekitar 36.000 tahun cahaya, kira-kira 11.000 tahun cahaya lebih jauh dari jarak antara Tata Surya kita dan pusat galaksi kita. Seperti dijelaskan Sanna, pencapaian dalam astronomi radio ini akan memungkinkan survei yang menjangkau lebih jauh dari yang sebelumnya:
"Sebagian besar bintang dan gas di Galaksi kita berada dalam jarak yang baru diukur dari Matahari. Dengan VLBA, kami sekarang memiliki kemampuan untuk mengukur jarak yang cukup untuk secara akurat melacak lengan spiral Galaxy dan mempelajari bentuk aslinya. "
Ratusan daerah pembentuk bintang ada di Bima Sakti. Tetapi sebagaimana dijelaskan Karl Menten - anggota MPIfR dan rekan penulis studi ini, studi ini penting karena di mana tempat ini berada. "Jadi kami memiliki banyak 'milepost' untuk digunakan untuk proyek pemetaan kami," katanya. "Tapi yang ini istimewa: Melihat jauh melalui Bima Sakti, melewati pusatnya, jauh ke sisi lain."
Di tahun-tahun mendatang, Sanna dan rekan-rekannya berharap untuk melakukan pengamatan tambahan tentang G007.47 + 00.05 dan daerah pembentuk bintang lain di Bima Sakti. Pada akhirnya, tujuannya adalah untuk mendapatkan pemahaman lengkap tentang galaksi kita, galaksi yang sangat akurat sehingga para ilmuwan akhirnya dapat menempatkan batasan yang tepat pada ukuran, massa, dan jumlah total bintangnya.
Dengan alat yang diperlukan sekarang, Sanna dan timnya bahkan memperkirakan bahwa gambaran lengkap tentang Bima Sakti dapat tersedia dalam waktu sekitar sepuluh tahun. Bayangkan itu! Generasi mendatang akan dapat mempelajari Bimasakti dengan kemudahan yang sama dengan yang ada di dekatnya, dan yang dapat mereka lihat secara langsung. Akhirnya, semua kesan artis kita tentang Bima Sakti kita akan meningkat!
