Stebimi laukai „NGC 300“. Vaizdo kreditas: ESO Spustelėkite, kad padidintumėte
Cefeido pulsuojančios žvaigždės buvo naudojamos kaip atstumo rodikliai nuo ankstyvojo Henrietos Leavitt atradimo beveik prieš šimtą metų. Iš savo fotografinių duomenų apie vieną iš Paukščių Tako kaimyninių galaktikų, Mažąjį Magelano debesį, ji nustatė, kad šių žvaigždžių ryškumas glaudžiai susijęs su jų pulsacijos periodais.
Šis kalibravimo periodo ir šviesos santykis leidžia tiksliai nustatyti galaktikos atstumą, kai joje bus aptikti cefeidai ir išmatuoti jų periodai ir vidutiniai dydžiai.
Nors „Cepheid“ metodas nepasiekia pakankamai toli visatos, kad būtų galima tiesiogiai nustatyti kosmologinius parametrus, pvz., Hablo konstantą, „Cepheid“ atstumai iki santykinai arti išsidėsčiusių galaktikų anksčiau padėjo pagrindą tokiam darbui, kaip Hablo kosminio teleskopo pagrindiniame projekte. ant Extragalactic atstumo skalės. Cefeidai iš tikrųjų yra vienas iš pirmųjų žingsnių kosminio atstumo kopėčiomis.
Dabartinė pagrindinė „Cepheid“ metodo problema yra ta, kad iki šiol niekada nebuvo tiksliai išmatuota jo priklausomybė nuo galaktikos metališkumo, tai yra, jo sudėtyje yra sunkesnių elementų nei vandenilis ir helis. Kitas intriguojantis metodo sunkumas yra tai, kad norint išvengti reikšmingų atstumo nustatymo klaidų, turi būti tiksliai nustatytas bendras cefeido šviesos sugertis pakeliui į Žemę, o ypač absorbcijos laipsnis Kepheido pagrindinėje galaktikoje.
Norėdami išspręsti šią problemą, Wolfgangas Gierenas (Koncepciono universitetas, Čilė) ir jo komanda sukūrė didelę ESO programą: „Araucaria“ projektą. Jo tikslas - pasiekti atstumą iki palyginti arti esančių galaktikų, didesniu nei 5 procentų tikslumu.
Viena iš svarbiausių komandos „Araucaria“ projekto galaktikų yra graži skulptorių grupės galaktika „NGC 300“, esanti tiesiai ant veido. ESO / MPG 2,2 m teleskopu La Silla 1999–2000 m. Atlikto plataus vaizdo tyrimo metu komanda atrado daugiau nei šimtą „Cepheid“ kintamųjų, apimančių platų pulsacijos periodą. Galaktikos paveikslai ir kai kurie iš šių duomenų „Cepheids“ buvo išleisti 2002 m. „ESO Press Photos“ 18a – h. Praėjusiais metais komanda pristatė NGC 300 atstumą, gautą iš šių optinių vaizdų V ir I juostose.
Komanda papildė šį unikalų duomenų rinkinį naujais duomenimis, paimtais naudojant ISAAC artimojo infraraudonųjų spindulių kamerą ir spektrometrą ESO 8,2 m ilgio VLT Antu teleskopu.
„Nuotoliniame„ Cepheid “darbe yra trys esminiai pranašumai, kai vietoj optinių duomenų naudojami vaizdai, gauti naudojant beveik infraraudonųjų spindulių pralaidumo juostas, - sako Wolfgangas Gierenas. Svarbiausias pranašumas yra tai, kad artimųjų infraraudonųjų spindulių ir ypač K juostos žvaigždžių šviesos absorbcija yra dramatiškai sumažinta, palyginti su tarpžvaigždinės medžiagos efektu matomų bangų ilgiais. Antras pranašumas yra tas, kad „Cepheid“ šviesos kreivės infraraudonųjų spindulių spinduliuose yra mažesnės amplitudės ir yra daug simetriškesnės nei jų optiniai atitikmenys, todėl galima išmatuoti „Cepheid“ vidutinį K juostos ryškumą tik iš nedaugelio ir iš principo tik iš vieno stebėjimo žinoma pulsacijos fazė. O optiniam darbui, priešingai, reikia stebėti visas šviesos kreives, kad būtų galima nustatyti tikslius vidutinius dydžius. Trečiasis pagrindinis infraraudonųjų spindulių pranašumas yra sumažėjęs laikotarpio šviesos jautrumas metališkumui ir susiliejimui su kitomis žvaigždėmis tolimos galaktikos perpildytuose laukuose.
Atsižvelgiant į tai, vienas iš pagrindinių komandos didžiosios programos tikslų buvo atlikti artimųjų infraraudonųjų spindulių stebėjimą, susijusį su cefeidais jų projekto tikslinėse galaktikose, kurios anksčiau buvo atrastos atliekant optinius plataus lauko tyrimus.
Gilūs vaizdai JC ir J juostose iš trijų laukų NGC 300, kuriuose yra 16 cefeidų, buvo nufotografuoti VLT / ISAAC 2003 m.
„Aukšta duomenų kokybė leido labai tiksliai išmatuoti cefeidų vidutinį J ir K dydį iš tik 2 kiekvienos žvaigždės stebėjimų, gautų skirtingu metu“, - sako kitas komandos narys Grzegorzas Pietrzynskis, taip pat iš „Concepcion“. .
Remiantis šiais puikiais duomenimis, buvo sudaryti santykiai tarp laikotarpio ir šviesos. „Jie yra tiksliausi infraraudonųjų spindulių ryšiai, kokie nors kada nors gauti Cepheid mėginiui galaktikoje už Magelano debesų“, - pabrėžia Wolfgangas Gierenas.
Bendras cefeidų šviesos absorbcija („paraudimas“) NGC 300 buvo gauta sujungiant galaktikos atstumo vertes, gautas įvairiose optinėse ir artimojo infraraudonųjų spindulių juostose, kuriose stebėtas NGC 300. Tai leido išsiaiškinti, kad labai didelis indėlis į bendrą raudonį, atsirandantį dėl absorbcijos, būdingos NGC 300. Ši vidinė absorbcija daro didelę įtaką nustatant atstumą, tačiau į tai anksčiau nebuvo atsižvelgta.
Komanda sugebėjo išmatuoti atstumą iki NGC 300 su precedento neturinčiu tik maždaug 3 procentų neapibrėžtumu. Astronomai nustatė, kad NGC 300 yra nutolęs nuo 6,13 milijonų šviesmečių.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
