Astronómovia používajú ako kozmické milimetre vzácny typ obrovských Cefeidových premenných hviezd, astronómovia našli spôsob, ako zmerať vzdialenosti k objektom trikrát ďalej v priestore, ako to bolo predtým možné. Astronómovia však našli spôsob, ako použiť „ultra dlhé obdobie“ (ULP) Cefeidových premenných ako majáky na meranie vzdialeností do 300 miliónov svetelných rokov a ďalej.
Klasické hlavonožce sú jasné, ale po viac ako 100 miliónoch svetelných rokov od Zeme sa ich signál stratí medzi inými jasnými hviezdami, povedal Jonathan Bird, doktorand v astronómii v štáte Ohio, ktorý svoje závery prediskutoval v pondelok na konferencii Americkej astronomickej spoločnosti.
ULP sú však zriedkavou a mimoriadne jasnou triedou Cepheidu, ktorá pulzuje veľmi pomaly.
Astronómovia tiež dlho hľadali, že sa cefeidy ULP nevyvíjajú rovnakým spôsobom ako iné cefeidy. V tejto štúdii však astronómovia našli prvý dôkaz, že sa cefeid ULP vyvíjal rovnakým spôsobom ako klasický cefeid.
Existuje niekoľko metód na výpočet vzdialenosti od hviezd a astronómovia často musia kombinovať metódy na nepriame meranie vzdialenosti. Obvyklou analógiou je rebrík, pričom každá nová metóda má vyššiu priečku nad druhou. Pri každej novej priečke rebríka kozmickej vzdialenosti sa chyby spočítavajú, čím sa znižuje presnosť celého merania. Každá metóda, ktorá dokáže preskočiť priečky rebríka, je cenným nástrojom na skúmanie vesmíru.
Krzysztof Stanek, profesor astronómie v štáte Ohio, použil v roku 2006 techniku priameho merania, keď prvýkrát použil svetlo vychádzajúce z dvojhviezdneho systému v galaxii M33 na meranie vzdialenosti k tejto galaxii. M33 je 3 milióny svetelných rokov od Zeme.
Táto nová technika používajúca cefeidy ULP je iná. Je to nepriama metóda, ale táto počiatočná štúdia naznačuje, že táto metóda by fungovala pre galaxie, ktoré sú oveľa ďalej ako M33.
„Zistili sme, že extrémne dlhé cefeidy sú potenciálne silným ukazovateľom vzdialenosti. Sme presvedčení, že by mohli poskytnúť prvé priame merania hviezdnej vzdialenosti galaxiám v rozsahu 50 - 100 megaparsec (150 miliónov - 326 miliónov svetelných rokov) a oveľa ďalej, “uviedol Stanek.
Pretože vedci vo všeobecnosti nezohľadňujú extrémne dlhé cefeidy, v astronomických záznamoch je ich len málo. V rámci tejto štúdie objavil doktorand Stanek, Bird a Ohio State doktor Jose Prieto 18 literatúry z ULP.
Každá z nich sa nachádzala v neďalekej galaxii, napríklad v Malej Magellanovej mračne. Vzdialenosti od týchto blízkych galaxií sú dobre známe, takže astronómovia použili túto znalosť na kalibráciu vzdialenosti k hlaviciam ULP.
Zistili, že by mohli použiť cefeidy ULP na určenie vzdialenosti s chybou 10 - 20 percent - miera typická pre iné metódy, ktoré tvoria rebrík kozmickej vzdialenosti.
"Dúfame, že sa táto chyba zníži, pretože viac ľudí si vo svojich hviezdnych prieskumoch berie na vedomie cefeidy ULP," uviedol Bird. „Doteraz sme ukázali, že táto metóda funguje v zásade a výsledky sú povzbudivé.“
Bird vysvetlil, prečo astronómovia v minulosti ignorovali hlavonožce ULP.
Cefeidy krátkeho obdobia, tie, ktoré sa každých pár dní rozjasňujú a stlmujú, vytvárajú dobré značky vzdialenosti v priestore, pretože ich obdobie priamo súvisí s ich jasom - a astronómovia môžu tieto informácie o jasnosti použiť na výpočet vzdialenosti. Polaris, severná hviezda, je dobre známy a klasický cefeid.
Astronómovia si však vždy mysleli, že cefeidy ULP, ktoré sa v priebehu niekoľkých mesiacov alebo dlhšie rozjasňujú a stlmujú, tento vzťah nedodržiavajú. Sú väčšie a jasnejšie ako typický cefeid. V skutočnosti sú väčšie a jasnejšie ako väčšina hviezd; Napríklad v tejto štúdii sa veľkosť 18 cefeidov ULP pohybovala od 12 do 20-násobku hmotnosti nášho slnka.
Jas ich robí dobrými značkami vzdialenosti, povedal Stanek. Typické hlavonožce sa vo vzdialených galaxiách dajú len ťažko spozorovať, pretože ich svetlo sa mieša s inými hviezdami. Cefeidy ULP sú dostatočne jasné, aby vynikli.
Astronómovia tiež dlho tušili, že sa cefeidy ULP nevyvíjajú rovnakým spôsobom ako iné cefeidy. V tejto štúdii však tím štátu Ohio našiel prvý dôkaz o vývoji cefeidu ULP ako klasickejší cefeid.
Klasický cefeid bude počas svojej existencie mnohokrát otepľovať a chladiť. Medzi tým sa vonkajšia vrstva hviezdy stáva nestabilnou, čo spôsobuje zmeny jasu. Cefeidy ULP sa považujú za produkt, ktorý prechádza touto periódou nestability iba raz a ide iba jedným smerom - od teplejšieho k chladnejšiemu.
Ale ako astronómovia zhromaždili údaje z rôznych častí literatúry pre túto štúdiu, zistili, že jedna z cefeidov ULP - hviezda v malom Magellanovom oblaku s názvom HV829 - sa jasne pohybuje opačným smerom.
Pred štyridsiatimi rokmi HV829 pulzoval každých 87,6 dní. Teraz pulzuje každých 84,4 dní. Dve ďalšie merania zistené v literatúre potvrdzujú, že obdobie sa medzi desaťročiami medzi rokmi neustále zmenšuje, čo naznačuje, že samotná hviezda klesá a zohrieva sa.
Astronómovia dospeli k záveru, že cefeidy ULP môžu astronómom pomôcť nielen zmerať vesmír, ale tiež sa dozvedieť viac o vývoji veľmi veľkých hviezd.
Niektoré z týchto výsledkov boli uverejnené v Astrofyzikálnom časopise v apríli 2009. Odkedy bol tento dokument napísaný, astronómovia štátu Ohio začali používať veľký ďalekohľad v Tucsonu v Arizone, aby hľadali ďalšie cefeidy ULP. Stanek tvrdí, že v galaxii M81 našli niekoľko dobrých kandidátov, ale tieto výsledky sa ešte musia potvrdiť.
Zdroje: AAS, Štátna univerzita v Ohiu
