Novērotie lauki NGC 300. Attēla kredīts: ESO Noklikšķiniet, lai palielinātu
Kefeīda pulsējošās zvaigznes ir izmantotas kā attāluma rādītāji kopš Henrietta Leavitt agrīnās atklāšanas gandrīz pirms simts gadiem. No viņas foto datiem par vienu no Piena Ceļa kaimiņu galaktikām, Mazo Magelāna mākoņu, viņa secināja, ka šo zvaigžņu spilgtums ir cieši korelē ar to pulsācijas periodiem.
Šī perioda un spožuma attiecība, tiklīdz tā ir kalibrēta, ļauj precīzi noteikt galaktikas attālumu, kad tajā ir atklāti cefeīdi un izmērīti to periodi un vidējais lielums.
Kaut arī Kefeida metode nesniedz pietiekami tālu visumu, lai tieši noteiktu kosmoloģiskos parametrus, piemēram, Habla konstante, Kefeida attālumi līdz salīdzinoši tuvumā izšķirtām galaktikām ir likuši pamatu šādam darbam pagātnē, kā Habla kosmiskā teleskopa galvenajā projektā. uz Extragalactic distances skalas. Kefeīdi patiešām ir viens no pirmajiem kosmiskās distances kāpņu pakāpieniem.
Pašreizējā galvenā Kefeīda metodes problēma ir tā, ka līdz šim nekad precīzi nav izmērīta tās atkarība no galaktikas metalitātes, tas ir, tās satura elementos, kas ir smagāki par ūdeņradi un hēliju. Vēl viena intriģējoša šīs metodes grūtība ir fakts, ka precīzi jānosaka Kefeida gaismas kopējā absorbcija ceļā uz Zemi, un jo īpaši absorbcijas daudzums Kefeīda saimnieka galaktikā, lai izvairītos no būtiskām kļūdām attāluma noteikšanā.
Lai risinātu šo problēmu, Volfgangs Gīrens (Koncepcionas Universitāte, Čīle) un viņa komanda ESO izstrādāja plašu programmu: Araucaria projektu. Tās mērķis ir panākt attālumus līdz relatīvi tuvumā esošām galaktikām ar precizitāti, kas lielāka par 5 procentiem.
Viena no komandas Araucaria projekta galvenajām galaktikām ir skaista, tēlnieku grupas galaktika NGC 300, kas atrodas tuvu sejai. Plaša lauka attēlveidošanas apsekojumā, kas tika veikts ESO / MPG 2,2 m teleskopā uz La Silla 1999.-2000. Gadā, komanda bija atklājusi vairāk nekā simts Cepheid mainīgo lielumu, kas aptver plašu pulsācijas periodu. Galaktikas attēli un daži no tiem iegūtie kefīdi tika izdoti ESO Press Photos 18a-h 2002. gadā. Pagājušajā gadā komanda iepazīstināja ar NGC 300 attālumu, kas iegūts no šiem optiskajiem attēliem V un I joslās.
Komanda papildināja šo unikālo datu kopu ar jauniem datiem, kas ņemti ar ISAAC tuvās infrasarkanās kameras un spektrometra rādītājiem ESO 8,2 m garā VLT Antu teleskopā.
"Cefeida attāluma darbā ir trīs būtiskas priekšrocības, ja optisko datu vietā tiek izmantoti attēli, kas iegūti, izmantojot gandrīz infrasarkanās caurlaides joslas," saka Volfgangs Gīrens. Vissvarīgākais ieguvums ir fakts, ka zvaigžņu gaismas absorbcija tuvajā infrasarkanā un it īpaši K joslā ir dramatiski samazināta, salīdzinot ar starpzvaigžņu vielas efektu redzamā viļņa garumā. Otra priekšrocība ir tāda, ka Cepheid gaismas izliekumiem infrasarkanā starojumā ir mazāka amplitūda un tie ir daudz simetriskāki nekā to optiskie kolēģi, ļaujot izmērīt Kefeida vidējo K joslas spilgtumu tikai no ļoti nedaudziem un principā no viena novērojuma pie zināma pulsācijas fāze. Pretstatā optiskajam darbam ir nepieciešams novērot pilnīgas gaismas līknes, lai noteiktu precīzu vidējo lielumu. Trešā infrasarkanā starojuma priekšrocība ir samazināta perioda gaismas jutība attiecībā pret metaliskumu un sajaukšanos ar citām zvaigznēm tālas galaktikas pārpildītajos laukos.
Ņemot to vērā, viens no komandas lielās programmas galvenajiem mērķiem ir bijis tuvu infrasarkano staru novērojumu veikšana par Cepheids viņu projekta mērķa galaktikās, kas iepriekš tika atklāti optiskos plaša lauka apsekojumos.
Ar VLT / ISAAC 2003. gadā tika uzņemti dziļi attēli NGC 300 trīs lauku J un K joslās, kas satur 16 kefīdus.
"Augsta datu kvalitāte ļāva ļoti precīzi izmērīt cefeīdu vidējo J un K lielumu no tikai 2 katras zvaigznes novērojumiem, kas iegūti dažādos laikos", saka Grzegorz Pietrzynski, cits komandas loceklis, arī no Concepcion. .
Izmantojot šos ievērojamos datus, tika izveidotas perioda un spilgtuma attiecības. "Tās ir visprecīzākās infrasarkano staru PL sakarības, kādas jebkad iegūtas Kefīda paraugā galaktikā ārpus Magelanas mākoņiem," uzsver Volfgangs Girens.
Cefeīdu kopējā gaismas absorbcija (“sarkana”) NGC 300 tika iegūta, apvienojot galaktikas attāluma vērtības, kas iegūtas dažādās optiskajās un gandrīz infrasarkanajās joslās, kurās tika novērota NGC 300. Tas noveda pie tā, ka tika atklāts, ka ir ļoti būtisks ieguldījums kopējā sarkanā krāsā no absorbcijas, kas raksturīga NGC 300. Šai iekšējai absorbcijai ir liela ietekme uz attāluma noteikšanu, taču tā iepriekš netika ņemta vērā.
Komanda spēja izmērīt attālumu līdz NGC 300 ar nebijušu kopējo nenoteiktību - tikai aptuveni 3 procentiem. Astronomi atklāja, ka NGC 300 atrodas 6,13 miljonu gaismas gadu attālumā.
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
