Astronomowie proponują nową metodę pomiaru odległości galaktyk
Nasz Wszechświat składa się setek miliardów galaktyk, a w przypadku pobliskich galaktyk odległości są mierzone głównie za pomocą klasycznych cefeid i gwiazd typu RR Lyrae (RR Lyr).
Intuicyjna mapa 3D Grupy Lokalnej. Źródło: NAOC
Gwiazdy typu RR Lyr to pulsujące gwiazdy zmienne, które są 100 razy jaśniejsze od naszego Słońca i ponad dwukrotnie starsze. Mogą być używane jako świece standardowe do pomiaru odległości galaktyk, ze względu na ścisły związek między ich okresem pulsacji a jasnością przy tej samej zawartości pierwiastków.
Korzystając z tej wiedzy, naukowcy z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Chińskiej Akademii Nauk (NAOC) zaproponowali wykorzystanie gwiazd typu RR Lyr o podwójnym okresie do precyzyjnego pomiaru odległości galaktyk. Dzięki tej metodzie udało się zoptymalizować błąd pomiaru odległości galaktyk do zakresu 1-2%.
Ich badanie zostało opublikowane w Nature Astronomy 19 czerwca 2023 roku.
Około 5% gwiazdy RR Lyr pulsuje z więcej niż jednym okresem. Gwiazdy RR Lyr z podwójnym okresem są wyjątkowe, ponieważ dwa okresy są powiązane z właściwościami gwiazdy, takimi jak masa i obfitość pierwiastków.
Odkryliśmy, że obfitość pierwiastków może być reprezentowana przez dwa okresy, a tym samym ustalono zależność okres–jasność niezależną od obfitości pierwiastków – powiedział dr CHEN Xiaodian, główny autor badania.
W porównaniu z pomiarami obfitości pierwiastków, pomiary okresu są zarówno łatwe, jak i dokładne.
Nasza praca zapewnia metodę, dzięki której pomiary odległości pobliskich galaktyk można uzyskać z samej fotometrii, bez polegania na obserwacjach spektroskopowych – powiedział dr DENG Licai, starszy naukowiec z NAOC i współautor badania. Zwiększy to próbkę galaktyk o wysokiej precyzji odległości o współczynnik 20 lub więcej.
Gwiazdy typu RR Lyr z podwójnym okresem są cennymi próbnikami, które dostarczają nie tylko wiarygodnych odległości, ale także informacji o zawartości pierwiastków.
W nadchodzących latach Teleskop Chińskiej Stacji Kosmicznej i Obserwatorium Vera C. Rubin odkryją dziesiątki tysięcy gwiazd typu RR Lyr o podwójnym okresie jasności w pobliskich galaktykach. Wykorzystując metodę pomiaru odległości opartą na gwiazdach RR Lyr o podwójnym okresie, spodziewamy się zobaczyć intuicyjną mapę 3D Grupy Lokalnej i uzyskać bardzo precyzyjną stałą Hubble’a.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
