Opazovana polja v NGC 300. Kreditna slika: ESO Klikni za povečavo
Cepheidske pulzirajoče zvezde so bile uporabljene kot indikatorji oddaljenosti od zgodnjega odkritja Henriette Leavitt pred skoraj sto leti. Iz njenih fotografskih podatkov v zvezi z eno od sosednjih galaksij Mlečne poti, Majhnim magellanskim oblakom, je ugotovila, da svetlost teh zvezd tesno ujema z njihovimi obdobji pulzacije.
Ko je kalibrirano to razmerje med svetilnostjo, omogoča natančno določitev razdalje galaksije, ko so v njej odkriti cefeidi in izmerjena njihova obdobja in srednje velikosti.
Medtem ko metoda Cefeida v vesolju ne dosega dovolj daleč, da bi neposredno določala kozmološke parametre, kot je Hubblova stalnica, so cefeidske razdalje do relativno bližnjih razrešenih galaksij postavile temelje za takšno delo v preteklosti, kot v ključnem projektu vesoljskega teleskopa Hubble na lestvici ekstragalaktične razdalje. Cefeidi dejansko predstavljajo enega prvih korakov na lestvici kozmične razdalje.
Trenutno glavna težava metode Cefeida je, da njena odvisnost od kovine galaksije, torej njene vsebnosti v elementih, težjih od vodika in helija, doslej še nikoli ni bila natančno izmerjena. Druga težava z metodo je dejstvo, da je treba natančno določiti popolno absorpcijo svetlobe cefeidov na poti na Zemljo in zlasti količino absorpcije znotraj gostiteljske galaksije Cefeida, da se izognemo pomembnim napakam pri določanju razdalje.
Wolfgang Gieren (Univerza v Concepcionu, Čile) je za reševanje tega problema razvil velik program na ESO: Projekt Araucaria. Njegov cilj je doseči razdalje do sorazmerno bližnjih galaksij z natančnostjo, boljšo od 5 odstotkov.
Ena ključnih galaksij v projektu projekta Araucaria je čudovita, blizu, galaksija NGC 300 v skupini Sculptor. V širokopasovni slikovni raziskavi, opravljeni na 2,2-metrskem teleskopu ESO / MPG na La Silla v letih 1999-2000, je ekipa odkrila več kot sto cefidnih spremenljivk, ki segajo v široko območje v obdobju pulziranja. Slike galaksije in nekaterih njenih cefidov iz teh podatkov so bile objavljene v ESO Press Photos 18a-h leta 2002. Lani je ekipa predstavila razdaljo NGC 300, ki izhaja iz teh optičnih slik v V- in I-pasovih.
Skupina je ta edinstveni nabor podatkov dopolnila z novimi podatki, posnetimi z infrardečo kamero in spektrometrom ISAAC na 8,2-metrskem teleskopu VLT Antu ESO.
"Pri delu na razdalji Cepheid so tri bistvene prednosti, če se slike, pridobljene z bližnjimi infrardečimi pasovnimi pasovi, uporabljajo namesto optičnih podatkov," pravi Wolfgang Gieren. Najpomembnejši dobiček je dejstvo, da se absorpcija zvezdne svetlobe v bližnjem infrardečem območju, zlasti v pasu K, močno zmanjša v primerjavi z učinkom, ki ga ima medzvezdna snov na vidnih valovnih dolžinah. Druga prednost je, da imajo svetlobne krivulje cefida v infrardeči infrardeči frekvenci manjše amplitude in so veliko bolj simetrične kot njihovi optični kolegi, kar omogoča merjenje povprečne svetilnosti Kepheidovega svetlobnega pasu Kepheida le od zelo malo, in načeloma iz le enega opazovanja pri znana faza pulzacije. V nasprotju s tem optično delo zahteva opazovanje polnih svetlobnih krivulj za določitev natančnih srednjih magnitud. Tretja osnovna prednost v infrardeči povezavi je zmanjšana občutljivost razmerja med svetilnostjo in kovino ter mešanje z drugimi zvezdami v prenatrpanih poljih oddaljene galaksije.
Upoštevajoč to, je bil eden glavnih namenov velikega programa ekipe izvajanje kontrolnih opazovanj cefeidov v bližini infrardečega sistema v ciljnih galaksijah njihovega projekta, ki so bile predhodno odkrite v optičnih raziskavah s širokim poljem.
Leta 2003 so z VLT / ISAAC posneli globoke slike v pasovih J in K treh polj v NGC 300, ki vsebujejo 16 cefeidov.
"Visoka kakovost podatkov je omogočila zelo natančno merjenje povprečnih vrednosti J- in K-višin cefeidov iz samo dveh opazovanj vsake zvezde, pridobljenih v različnih obdobjih," pravi Grzegorz Pietrzynski, drugi član ekipe, prav tako iz Concepcion-a .
Z uporabo teh izjemnih podatkov so bila zgrajena razmerja med svetilnostjo in obdobjem. "To so najbolj natančni infrardeči odnosi PL, dobljeni za cefeidski vzorec v galaksiji onkraj magelanskih oblakov," poudarja Wolfgang Gieren.
Celotna absorpcija svetlobe ("pordelost") cefeidov v NGC 300 je bila dobljena z združevanjem vrednosti oddaljenosti galaksije, dobljene v različnih optičnih in bližnje infrardečih pasovih, v katerih so opazovali NGC 300. To je pripeljalo do odkritja, da ima zelo pomemben prispevek k skupni rdečini od absorpcijske intrinzične do NGC 300. Ta lastna absorpcija pomembno vpliva na določitev razdalje, vendar je prej niso upoštevali.
Skupini je uspelo izmeriti razdaljo do NGC 300 z do zdaj brez popolne negotovosti le okoli 3 odstotke. Astronomi so ugotovili, da se NGC 300 nahaja 6,13 milijona svetlobnih let.
Izvirni vir: ESO News Release
