En 1838, Friedrich Wilhelm Bessel ganó la carrera para medir la primera distancia a una estrella que no sea nuestro Sol a través de la paralaje trigonométrica, estableciendo la primera escala del universo.

Recientemente, Mark Reid y Karl Menten, que se dedican a mediciones de paralaje en longitudes de onda de radio, revisó las publicaciones originales de Bessel sobre "su" estrella, 61 Cygni, publicado en el Astronomische Nachrichten (Notas astronómicas). Si bien en general pudieron reproducir los resultados obtenidos por Bessel y dos astrónomos contemporáneos del siglo XIX, el eminente Friedrich Georg Wilhelm von Struve y Thomas Henderson, descubrieron por qué algunos de estos primeros resultados eran estadísticamente incompatibles con las mediciones modernas.

Por reverencia a Bessel, Reid y Menten decidieron publicar sus hallazgos también en el Astronomische Nachrichten. Fundada en 1821, fue una de las primeras revistas astronómicas del mundo y es la más antigua que aún se publica.

Conocer la distancia a los objetos astronómicos es de fundamental importancia para toda la astronomía y para evaluar nuestro lugar en el universo. Los antiguos griegos colocaban las estrellas "fijas" inmóviles más lejos que las esferas celestes sobre las que pensaban que se movían los planetas. Sin embargo, la pregunta "¿cuánto más lejos?" eludió una respuesta durante siglos después de que los astrónomos comenzaron a tratar de abordarla. Las cosas llegaron a un punto crítico a finales de la década de 1830, cuando tres astrónomos se concentraron en diferentes estrellas, pasando muchas noches en su telescopio, a menudo en condiciones difíciles. Fue Friedrich Wilhelm Bessel quien ganó la carrera en 1838 al anunciar que la distancia al sistema de doble estrella 61 Cygni es de 10,4 años luz. Esto demostró que las estrellas no están un poco más lejos de nosotros que los planetas, pero más de un millón de veces más lejos, un resultado verdaderamente transformador que revisó totalmente la escala del universo como se lo conocía en el siglo XIX.

La medición de Bessel se basó en el método de paralaje trigonométrico. Esta técnica es esencialmente triangulación, que es utilizado por topógrafos para determinar distancias en tierra. Los astrónomos miden la posición aparente de una estrella "cercana" frente a estrellas mucho más distantes, utilizando la órbita de la Tierra alrededor del Sol para proporcionar diferentes puntos de vista durante un año.

Bessel tuvo que realizar sus minuciosas mediciones durante casi 100 noches en su telescopio. Los astrónomos ahora son mucho más "eficientes". La misión espacial Gaia mide distancias precisas para cientos de millones de estrellas, con gran impacto en la astronomía. Sin embargo, debido al polvo interestelar que impregna los brazos espirales de la Vía Láctea, Gaia tiene dificultades para observar estrellas dentro del plano galáctico que están más lejos del Sol que unas 10, 000 años luz:esto es solo el 20% del tamaño de la Vía Láctea de más de 50, 000 años luz. Por lo tanto, incluso una misión tan poderosa como Gaia no producirá el diseño básico de nuestra galaxia, muchos aspectos de los cuales aún se están debatiendo, incluso el número de brazos espirales es incierto.

Para abordar mejor la estructura y el tamaño de la Vía Láctea, Mark Reid del Centro de Astrofísica | Harvard-Smithsonian y Karl Menten del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) iniciaron un proyecto para determinar las distancias a las fuentes de radio que están limitadas a los brazos espirales de la Vía Láctea. Su telescopio de elección es el Very Long Baseline Array, una colección de 10 radiotelescopios que se extienden desde Hawai en el oeste hasta los extremos orientales de los EE. UU. Al combinar las señales de los 10 telescopios a miles de kilómetros de distancia, se pueden obtener imágenes de lo que se podría ver si nuestros ojos fueran sensibles a las ondas de radio y separados por casi el tamaño de la Tierra.

Este proyecto es llevado a cabo por un equipo internacional, con los científicos del MPIfR haciendo importantes contribuciones, el director del MPIfR, Karl Menten, ha disfrutado de una fructífera colaboración con Mark Reid durante más de 30 años. Cuando, cerca del inicio del proyecto, se discutió un acrónimo pegadizo, eligieron nombrarlo Encuesta heredada de estructuras de barras y espirales, en resumen, la Encuesta BeSSeL. Por supuesto, tenían en mente al gran astrónomo, matemático y pionero del paralaje Friedrich Wilhelm Bessel.

Como en toda ciencia experimental u observacional, las mediciones sólo adquieren significado si sus incertidumbres pueden determinarse de forma fiable. Este es también el pan y la mantequilla de la radioastrometría y los astrónomos del proyecto BeSSeL le han prestado mucha atención. En la época de Bessel, Los astrónomos habían aprendido a prestar atención a los errores de medición y a tenerlos en cuenta al derivar resultados de sus datos. Esto a menudo implicaba tediosos cálculos hechos completamente con lápiz y papel. Naturalmente, un científico del calibre de Bessel era muy consciente de seguir cualquier problema que pudiera afectar sus observaciones. Se dio cuenta de que las variaciones de temperatura en su telescopio podrían afectar críticamente sus delicadas medidas. Bessel tenía un magnífico instrumento en su observatorio de Königsberg en Prusia (el actual Kaliningrado ruso), que vino del genio fabricante de instrumentos Joseph Fraunhofer y fue el último que construyó. Sin embargo, la temperatura variable tuvo un gran impacto en las observaciones necesarias para una medición de paralaje, que debe extenderse a lo largo de todo un año; algunos se elaboran en verano y otros en las frías noches de invierno.

Mark Reid se interesó por el trabajo original de Bessel y estudió sus artículos sobre 61 Cygni. Notó algunas pequeñas inconsistencias en las medidas. Para abordarlos, él y Karl Menten comenzaron a profundizar en la literatura original. Los artículos de Bessel se publicaron por primera vez en alemán, en el Astronomische Nachrichten, aunque algunos extractos fueron traducidos al inglés y aparecieron en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . Por lo tanto, las versiones originales alemanas tuvieron que ser examinadas, donde el alemán nativo de Menten fue útil.

Reid y Menten también pusieron bajo escrutinio los resultados de los competidores más cercanos de Bessel. Thomas Henderson, que trabajaba en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, objetivo α Centauri, el sistema estelar que ahora se sabe que es el más cercano a nuestro Sol. Poco después de que Bessel anunciara su resultado, Henderson publicó una distancia a esta estrella.

El eminente astrónomo Friedrich Georg Wilhelm von Struve midió α Lyrae (Vega). La búsqueda bibliográfica de los datos de von Struve implicó cierto trabajo de detective. Un relato detallado de él solo se publicó en latín como un capítulo de una voluminosa monografía. El bibliotecario del MPIfR rastreó una copia hasta la biblioteca estatal de Baviera, que lo facilitó en formato electrónico. Durante mucho tiempo ha sido un misterio por qué von Struve anunció una distancia tentativa a Vega, un año antes del resultado de Bessel para 61 Cygni, solo para revisarlo para duplicar esa distancia más tarde con más mediciones. Parece que von Struve utilizó por primera vez todas sus medidas, pero al final perdió la confianza en algunos y los descartó. Si no lo hubiera hecho, probablemente habría recibido más crédito.

Reid y Menten generalmente pueden reproducir los resultados obtenidos por los tres astrónomos, pero encontraron que von Struve y Henderson subestimaron algunas de sus incertidumbres de medición, lo que hizo que sus paralaje parecieran algo más significativos de lo que realmente eran. "Mirar por encima del hombro de Bessel fue una experiencia extraordinaria y divertida, ", dice Mark Reid." Ver este trabajo tanto en un contexto astronómico como histórico ha sido realmente fascinante, "concluye Karl Menten.