Observed Fields in NGC 300. Úver na obrázok: ESO Kliknite pre zväčšenie
Cepheidove pulzujúce hviezdy sa používajú ako indikátory vzdialenosti od skorého objavu Henrietta Leavitt takmer pred sto rokmi. Zo svojich fotografických údajov týkajúcich sa jednej zo susedných galaxií Mliečnej dráhy, Malého Magellanovho oblaku, zistila, že jas týchto hviezd úzko koreluje s ich pulzačnými obdobiami.
Tento vzťah medzi periódou a svietivosťou po kalibrovaní umožňuje presné určenie vzdialenosti galaxie, keď sa v nej objavia Cefeidy, a zmerajú sa ich periódy a priemerné hodnoty.
Zatiaľ čo Cepheidova metóda vo vesmíre nedosahuje dosť ďaleko na to, aby priamo určovala kozmologické parametre, ako je Hubbleova konštanta, Cepheidove vzdialenosti k relatívne blízkym rozlíšeným galaxiám položili základy pre takúto prácu v minulosti, napríklad v kľúčovom projekte Hubbleovho vesmírneho teleskopu. na stupnici extragalaktickej vzdialenosti. Cefeidy skutočne predstavujú jeden z prvých krokov v rebríčku kozmických vzdialeností.
Súčasný hlavný problém Cepheidovej metódy spočíva v tom, že jej závislosť na metalite galaxie, tj jej obsah v prvkoch ťažších ako vodík a hélium, sa doteraz presne nemerala. Ďalším zaujímavým problémom tejto metódy je skutočnosť, že celková absorpcia svetla Cefeida na jeho ceste k Zemi, a najmä množstvo absorpcie v hostiteľskej galaxii Cepheida, sa musí presne stanoviť, aby sa predišlo významným chybám pri určovaní vzdialenosti.
Na vyriešenie tohto problému Wolfgang Gieren (Univerzita v Koncepcii v Čile) a jeho tím vymysleli na ESO Veľký program: projekt Araucaria. Jeho cieľom je získať vzdialenosti do relatívne blízkych galaxií s presnosťou lepšou ako 5 percent.
Jednou z kľúčových galaxií v projekte Araucaria tímu je prekrásna blízka galaxia NGC 300 v blízkosti sochárskej skupiny. V rozsiahlom zobrazovacom prieskume, ktorý sa uskutočnil na 2,2 m ďalekohľade ESO / MPG na La Silla v rokoch 1999 - 2000, tím objavil viac ako sto Cefeidových premenných pokrývajúcich široký rozsah pulzného obdobia. Fotografie galaxie a niektorých jej kefeidov z týchto údajov boli zverejnené v ESO Press Photos 18a-h v roku 2002. V minulom roku tím predstavil vzdialenosť NGC 300 odvodenú z týchto optických obrazov v pásmach V a I.
Tím doplnil tento jedinečný súbor údajov novými údajmi získanými pomocou blízkej infračervenej kamery ISAAC a spektrometra na 8,2 m ďalekohľade VLT Antu spoločnosti ESO.
„Pri práci na diaľku v Cepheide existujú tri podstatné výhody, keď sa namiesto optických údajov použijú obrázky získané pomocou infračervených priechodov“, hovorí Wolfgang Gieren. Najdôležitejším ziskom je skutočnosť, že absorpcia hviezdneho svetla v blízkom infračervenom spektre a najmä v pásme K je dramaticky znížená v porovnaní s účinkom, ktorý má medzihviezdna hmota na viditeľných vlnových dĺžkach. Druhou výhodou je to, že svetelné krivky Cepheidu v infračervenom žiarení majú menšie amplitúdy a sú omnoho symetrickejšie ako ich optické náprotivky, čo umožňuje merať stredný jas K-pásma C v pásme len z niekoľkých a v zásade iba z jedného pozorovania pri známa pulzačná fáza. Naproti tomu optická práca vyžaduje pozorovanie úplných svetelných kriviek, aby sa určili presné stredné hodnoty. Tretia základná výhoda v infračervenom svetle je znížená citlivosť vzťahu obdobie-svietivosť na metalitu a na zmiešanie s inými hviezdami v preplnených poliach vzdialenej galaxie.
Vzhľadom na to bolo jedným z hlavných cieľov veľkého programu tímu vykonať pozorovanie Cefeidov v blízkej infračervenej oblasti v cieľových galaxiách ich projektu, ktoré boli predtým objavené v optických prieskumoch na širokom poli.
Hlboké snímky v pásmach J a K troch polí v NGC 300, ktoré obsahovali 16 kmeňov Cepheids, sa snímali pomocou VLT / ISAAC v roku 2003.
„Vysoká kvalita údajov umožnila veľmi presné meranie stredných hodnôt J- a K-magnitúd Cefeidov iba z 2 pozorovaní každej hviezdy získaných v rôznych časoch,“ hovorí Grzegorz Pietrzynski, ďalší člen tímu, tiež z koncepcie Concepcion. ,
Pomocou týchto pozoruhodných údajov sa vytvorili vzťahy obdobie-svietivosť. „Sú to najpresnejšie infračervené vzťahy PL, aké sa kedy získali pre vzorku Cepheid v galaxii za Magellanovými mračnami,“ zdôrazňuje Wolfgang Gieren.
Celková absorpcia svetla („sčervenanie“) kefeidov v NGC 300 sa získala kombináciou hodnôt pre vzdialenosť galaxie získanú v rôznych optických pásmach a blízkych infračervených pásmoch, v ktorých sa pozorovala NGC 300. To viedlo k zisteniu, že existuje veľmi významný príspevok k celkovému sčervenaniu z vnútornej absorpcie na NGC 300. Táto vnútorná absorpcia má dôležitý vplyv na určenie vzdialenosti, ale predtým sa nezohľadnila.
Tím bol schopný zmerať vzdialenosť k NGC 300 s bezprecedentnou celkovou neistotou len asi 3 percentá. Astronómovia zistili, že NGC 300 sa nachádza vo vzdialenosti 6,13 milióna svetelných rokov.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
