Folosind un tip rar de stele variabile cefeide uriașe ca milemarkeri cosmici, astronomii au găsit o modalitate de a măsura distanțele față de obiecte de trei ori mai îndepărtate în spațiu decât a fost posibil anterior. Astronomii au găsit însă o modalitate de a utiliza variabilele cefeidului „ultra long period” (ULP) ca balize pentru a măsura distanțe de până la 300 de milioane de ani lumină și nu numai.
Cefeidele clasice sunt strălucitoare, dar dincolo de 100 de milioane de ani lumină de pe Pământ, semnalul lor se pierde printre alte stele strălucitoare, a declarat Jonathan Bird, student la doctorat în astronomie la Ohio State, care a discutat despre descoperirile sale în cadrul conferinței American Astronomical Society, luni.
Dar ULP-urile sunt o clasă rară și extra-strălucitoare de Cepheid, care pulsează foarte lent.
Astronomii s-au gândit, de asemenea, de mult că cefeidele ULP nu evoluează la fel ca alte cefeide. Cu toate acestea, în acest studiu, astronomii au găsit primele dovezi ale unei cefeide ULP care evoluează în același mod ca și un cefeid clasic ..
Există mai multe metode de calculare a distanței până la stele, iar astronomii trebuie adesea să combine metode pentru a măsura indirect o distanță. Analogia obișnuită este o scară, cu fiecare metodă nouă, o treaptă superioară deasupra alteia. La fiecare nouă treaptă a scării distanței cosmice, erorile se adaugă, reducând precizia măsurării generale. Deci orice metodă care poate sări în treptele scării este un instrument apreciat pentru sondarea universului.
Krzysztof Stanek, profesor de astronomie în statul Ohio, a aplicat o tehnică de măsurare directă în 2006, când a folosit lumina apărută dintr-un sistem de stele binare din galaxia M33 pentru a măsura distanța față de acea galaxie pentru prima dată. M33 este la 3 milioane de ani lumină de Pământ.
Această nouă tehnică folosind cefeide ULP este diferită. Este o metodă indirectă, dar acest studiu inițial sugerează că metoda ar funcționa pentru galaxii care sunt mult mai îndepărtate decât M33.
„Am găsit cefeide de perioadă foarte lungă ca fiind un indicator potențial de distanță. Credem că ar putea oferi primele măsurări directe ale distanței stelare pentru galaxii în intervalul 50-100 megaparsec (150 de milioane - 326 milioane de ani-lumină) și cu mult peste asta ”, a spus Stanek.
Deoarece cercetătorii nu iau în general în considerare cefeidele de lungă durată, există câteva dintre acestea în evidența astronomică. Pentru acest studiu, Stanek, Bird și Ohio State doctorat Jose Prieto au descoperit 18 cefeide ULP din literatura de specialitate.
Fiecare a fost localizat într-o galaxie din apropiere, cum ar fi Micul Magellanic Cloud. Distanțele față de aceste galaxii din apropiere sunt bine cunoscute, așa că astronomii au utilizat aceste cunoștințe pentru a calibra distanța până la cefidele ULP.
Ei au descoperit că ar putea folosi cefeide ULP pentru a determina distanța cu o eroare de 10-20 la sută - o rată tipică pentru alte metode care alcătuiesc scara distanței cosmice.
"Sperăm să reducem această eroare, deoarece mai multe persoane iau notă de cefeidele ULP în sondajele lor stelare", a spus Bird. „Ceea ce am arătat până acum este că metoda funcționează în principiu, iar rezultatele sunt încurajatoare.”
Bird a explicat de ce astronomii au ignorat cefeidele ULP în trecut.
Cefeidele pe perioade scurte, cele care se luminează și se întunecă la fiecare câteva zile, fac markeri de distanță buni în spațiu, deoarece perioada lor este direct legată de luminozitatea lor - iar astronomii pot folosi informațiile de luminozitate pentru a calcula distanța. Polaris, Steaua Nordului, este un cefeid binecunoscut și clasic.
Dar astronomii au crezut întotdeauna că cefeidele ULP, care se luminează și se întunecă pe parcursul a câteva luni sau mai mult, nu respectă această relație. Sunt mai mari și mai strălucitoare decât cefalul tipic. De fapt, sunt mai mari și mai strălucitoare decât majoritatea stelelor; în acest studiu, de exemplu, cele 18 cefeide ULP variau ca mărime de la 12-20 de ori mai mare decât soarele nostru.
Strălucirea îi face indicatori de distanță buni, a spus Stanek. Cefeidele tipice sunt mai greu de observat în galaxiile îndepărtate, deoarece lumina lor se îmbină cu alte stele. Cefeidele ULP sunt suficient de strălucitoare pentru a ieși în evidență.
Astronomii au bănuit de multă vreme că cefeidele ULP nu evoluează la fel ca alte cefeide. Cu toate acestea, în acest studiu, echipa de stat din Ohio a găsit primele dovezi ale unei cefeide ULP evoluând pe măsură ce un cefeid mai clasic.
Un cefeid clasic va crește mai rece și mai rece de multe ori de-a lungul vieții sale. Între timp, straturile exterioare ale stelei devin instabile, ceea ce provoacă modificări ale luminozității. Se consideră că cefeidele ULP trec prin această perioadă de instabilitate o singură dată și merg într-o singură direcție - de la mai cald la mai rece.
Dar, în timp ce astronomii au strâns date din diferite părți ale literaturii pentru acest studiu, au descoperit că unul dintre cefeidele ULP - o stea din Noul Magellanic Mic numit HV829 - se deplasează clar în direcția opusă.
Acum patruzeci de ani, HV829 pulsează la fiecare 87,6 zile. Acum pulsează la fiecare 84,4 zile. Alte două măsurători găsite în literatura de specialitate confirmă faptul că perioada a scăzut constant în decenii întregi, ceea ce indică faptul că steaua în sine se micșorează și se încinge.
Astronomii au ajuns la concluzia că cefeizii ULP îi pot ajuta pe astronomi nu numai să măsoare universul, ci și să afle mai multe despre evoluția stelelor foarte masive.
Unele dintre aceste rezultate au fost raportate în Astrophysical Journal în aprilie 2009. De când a fost scrisă această lucrare, astronomii de stat din Ohio au început să folosească Telescopul Binocular Mare din Tucson, Arizona pentru a căuta mai multe cefeide ULP. Stanek spune că au găsit câțiva candidați buni în galaxia M81, dar rezultatele respective nu au fost încă confirmate.
Surse: AAS, Ohio State University
