Campuri observate in NGC 300. Credit imagine: ESO Click pentru marire
Stelele pulsante cefeide au fost folosite ca indicatori de distanță de la descoperirea timpurie a Henrietta Leavitt în urmă cu aproape o sută de ani. Din datele sale fotografice referitoare la una dintre galaxiile vecine ale Calea Lactee, Micul Magellanic Cloud, a descoperit că luminozitatea acestor stele se corelează strâns cu perioadele lor de pulsare.
Această relație perioadă-luminozitate, odată calibrată, permite determinarea precisă a distanței unei galaxii odată ce au fost descoperite cefeide în ea și au fost măsurate perioadele și mărimile lor medii.
În timp ce metoda Cepheid nu ajunge suficient de departe în Univers pentru a determina direct parametrii cosmologici precum constanta Hubble, distanțele Cepheid față de galaxiile rezolvate relativ din apropiere au pus bazele unei astfel de lucrări în trecut, ca în proiectul cheie al telescopului spațial Hubble pe scara distanței extragalactice. Cefeidele constituie într-adevăr unul dintre primii pași în scara distanței cosmice.
Problema principală actuală a metodei Cepheid este că dependența sa de metalicitatea unei galaxii, adică conținutul său în elemente mai grele decât hidrogenul și heliul, nu a fost niciodată măsurată până acum cu exactitate. O altă dificultate intrigantă a metodei este faptul că absorbția totală a luminii cefeidului în drum spre Pământ și, în special, cantitatea de absorbție din galaxia gazdă a cefeidului, trebuie stabilită cu precizie pentru a evita erori semnificative în determinarea distanței.
Pentru a rezolva această problemă, Wolfgang Gieren (Universitatea din Concepción, Chile) și echipa sa au conceput un program mare la ESO: Proiectul Araucaria. Scopul său este de a obține distanțe cu galaxii relativ apropiate, cu o precizie mai bună de 5%.
Una dintre galaxiile cheie ale proiectului Araucaria a echipei este galaxia NGC 300 frumoasă, aproape față, aproape din grupul Sculptor. Într-un sondaj imagistic pe teren larg realizat la telescopul ESO / MPG de 2,2 m pe La Silla în 1999-2000, echipa a descoperit mai mult de o sută de variabile cefeide care se întind pe o gamă largă în perioada de pulsare. Imaginile galaxiei și unele dintre cefeidele sale din aceste date au fost publicate în ESO Press Photos 18a-h în 2002. Anul trecut, echipa a prezentat distanța de NGC 300 ca derivată din aceste imagini optice în benzile V și I.
Echipa a completat acest set de date unic cu date noi preluate cu aparatul foto-infraroșu și spectrometrul ISAAC de pe telescopul VLT Antu de 8,2 m.
„Există trei avantaje substanțiale în ceea ce privește distanța Cepheid atunci când imaginile obținute prin benzi de infraroșu aproape sunt utilizate în loc de date optice”, spune Wolfgang Gieren. Cel mai important câștig este faptul că absorbția luminii stelare în infraroșu aproape, și în special în banda K, este redusă dramatic, în comparație cu efectul materiei interstelare la lungimi de undă vizibile. Un al doilea avantaj este că curbele de lumină cefeidă în infraroșu au amplitudini mai mici și sunt mult mai simetrice decât omologii lor optici, ceea ce face posibilă măsurarea luminozității medii a benzii K a unei cefeide doar de la foarte puține, și în principiu dintr-o singură observație la faza de pulsație cunoscută. În schimb, munca optică necesită observarea curbelor complete de lumină pentru a determina mărimi medii precise. Cel de-al treilea avantaj de bază în infraroșu este o sensibilitate redusă a relației între luminozitate și metalicitate și amestecul cu alte stele din câmpurile aglomerate ale unei galaxii îndepărtate.
Ținând cont de acest lucru, unul dintre principalele scopuri ale programului mare al echipei a fost acela de a efectua observații de urmărire în infraroșu de către cefeide în galaxiile țintă ale proiectului lor, care au fost descoperite anterior în sondajele optice pe câmp larg.
Imagini profunde în benzile J și K ale trei câmpuri din NGC 300 care conțin 16 Cefeide au fost luate cu VLT / ISAAC în 2003.
„Calitatea înaltă a datelor a permis o măsurare foarte precisă a mărimilor medii J și K ale cefeidelor din doar 2 observații ale fiecărei stele obținute în momente diferite”, spune Grzegorz Pietrzynski, un alt membru al echipei, tot de la Concepcion .
Folosind aceste date remarcabile, au fost construite relațiile de luminozitate. „Sunt cele mai precise relații cu infraroșu PL obținute vreodată pentru un eșantion cefeid într-o galaxie dincolo de norii Magellanici”, subliniază Wolfgang Gieren.
Absorbția totală a luminii („înroșire”) a cefeidelor în NGC 300 a fost obținută prin combinarea valorilor pentru distanța galaxiei obținute în diferitele benzi optice și infraroșii aproape în care a fost observată NGC 300. Aceasta a dus la descoperirea că există o contribuție semnificativă la înroșirea totală de la absorbția intrinsecă la NGC 300. Această absorbție intrinsecă are un efect important asupra determinării distanței, dar nu a fost luată în considerare anterior.
Echipa a fost capabilă să măsoare distanța până la NGC 300 cu incertitudinea totală fără precedent de doar aproximativ 3%. Astronomii au descoperit că NGC 300 este situat la 6,13 milioane de ani-lumină.
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
