M31 a M33 jsou dvě z nejbližších spirálních galaxií a mohou tvořit základ pro určování vzdáleností od vzdálenějších spirálních galaxií a omezující rychlost rozpínání vesmíru (Hubbleova konstanta). Proto je význam a důležitost několika nových studií, které využívaly blízká infračervená data, k určení pevných vzdáleností pro M31 (Andromeda) a M33 (Triangulum) (např. Gieren et al. 2013) a jejich cílem bylo snížit stávající nejistoty spojené se základními parametry. pro ty galaxie. Spolehlivé vzdálenosti pro M31 a M33 jsou skutečně důležité ve světle nového Hubbleova konstantního odhadu od Planckovy družice, který je kompenzován vzhledem k některým dalším výsledkům, a tento rozdíl brání snahám zjistit povahu temné energie (záhadná síla teoretizovaná jako způsobující zrychlenou expanzi vesmíru).
Gieren a kol. poznamenal: „řada nových stanovení vzdálenosti k M33 ... překračuje překvapivě velký interval ... což je důvodem k vážnému znepokojení. Jako druhá nejbližší spirální galaxie je přesné stanovení vzdálenosti [M33] rozhodujícím krokem v procesu vytváření žebříku kosmické vzdálenosti. “ Pokud jde o M31, Riess et al. 2012 rovněž poznamenal, že „M31, nejbližší analog Galaxie Mléčné dráhy, již dlouho poskytuje důležitá vodítka pro pochopení měřítka Vesmíru.“
Nový Gieren a Riess et al. vzdálenosti jsou založeny na pozorováních blízkých infračervených paprsků, které jsou relevantní, protože záření z této části elektromagnetického spektra je méně citlivé než optické údaje na absorpci prachem umístěným podél naší zorné čáry (viz obrázek níže). Správné zohlednění dopadu prachu je hlavním problémem při práci v měřítku kosmické vzdálenosti, protože způsobuje, že se cíle stmívají. „různé předpoklady o [zatemnění prachu] jsou hlavním zdrojem nesrovnalostí mezi různými stanoveními vzdálenosti pro M33.“Poznamenal Gieren a kol., A totéž platí pro vzdálenost k M31 (viz Riess a kol.).
Gieren a Riess a kol. vzdálenosti od M33 a M31 byly odvozeny z pozorování Cefeidů. Cefeidy jsou třídou proměnných hvězd, které vykazují periodické změny jasu (radiálně pulzují). Cefeidy lze použít jako indikátory vzdálenosti, protože jejich pulzní doba a střední svítivost jsou korelovány. Tento vztah objevila Henrietta Leavitt na počátku 20. století. Níže je uveden vztah pseudo periody luminosity odvozený pro Cepheidy M31.
Gieren a kol. pozorovali 26 Cepheids v M33 a stanovili vzdálenost ~ 2 740 000 světelných let. Tým dodal, že „Jako první moderní studie Cepheid s blízkým infračerveným paprskem [of] M33 od ... asi 30 let ... považujeme tuto práci za dlouho opožděnou…„Astronomové často uvádějí vzdálenosti k objektům ve světelných letech, což definuje čas potřebný k tomu, aby světlo vyzařované ze zdroje dosáhlo pozorovatele. Přes (konečnou) rychlost světla 300 000 000 m / s musí paprsky překročit „astronomické“ vzdálenosti. Dívat se do vesmíru poskytuje jedinou jedinečnou příležitost nahlédnout zpět v čase.
Vzdálenosti k M33 uvedené níže vyjadřují klíčové body ve vývoji lidského poznání. Rozptyl blízko dvacátých lét pramení částečně z debaty o tom, zda jsou Mléčná dráha a vesmír synonymem. Jinými slovy, existují galaxie mimo Mléčnou dráhu? Toto téma je zvěčněno v proslulé velké debatě (1920) s H. Shapleym a H. Curtisem (druhé se zasazovalo o extragalaktickou stupnici). Posun mezi údaji před rokem 1930 a po roce 1980 je částečně způsoben téměř dvojnásobným nárůstem v měřítku kosmické vzdálenosti, který byl rozpoznán kolem roku 1950 (viz také svátek 2000). Zjevný je také rozptyl spojený s vzdálenostmi po roce 1980, což pouze posiluje důležitost nových odhadů přesnosti vzdáleností.
Riess a kol. získala data pro přibližně 70 Cefeidů a stanovila vzdálenost pro M31 ~ 2 450 000 světelných let. Tato studie je potvrzena novou studií Contreras Ramos et al. 2013 (d ~ 2 540 000 ly), jehož odhad vzdálenosti se spoléhal na údaje o hvězdách v kulovém shluku M31.
K získání spolehlivých měření hvězd v galaxiích vzdálených téměř 3 000 000 milionů světelných let jsou zapotřebí špičkové přístroje a dalekohledy. Gieren a kol. použili nástroj 8,2 m velmi velkého dalekohledu (Yepun), který je uveden níže, zatímco Riess a Contreras Ramos et al. analyzovala pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu. Riess a kol. pořízené snímky M31 prostřednictvím nové širokoúhlé kamery 3, která nahradila širokoúhlou a planetární kameru 2 („Fotoaparát, který zachránil Hubblovu“) Během slavné servisní mise 2009.
Nové výsledky znamenají vyvrcholení úsilí o století zaměřené na zajištění přesných vzdáleností pro lokální spirální kinasu naší Galaxy (M31 a M33). Kompenzace mezi Planckem a určitými stanoveními Hubbleovy konstanty založenými na Cepheid / SN však vyžaduje, aby výzkum pokračoval s cílem identifikovat nejistoty spojené s metodami.
Gieren a kol. výsledky byly přijaty k publikování v Astrophysical Journal (ApJ) a předtisk je k dispozici na arXiv. Jak Riess, tak Contreras Ramos et al. studie jsou rovněž publikovány v ApJ. Zainteresovaný čtenář, který si přeje další informace o stupnici kosmické vzdálenosti a Cepheidech, najde relevantní zdroje: článek AAVSO o Deltě Cepheim (jmenovec třídy Cefeidových proměnných), Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969, Extragalaktická databáze NASA / IPAC, Hvězdy slečny G. Leavitta G. Johnsona: Nevyslovený příběh ženy, která objevila, jak měřit vesmír, D. Fernieova plachta pro vesmír: Astronomové a jejich objevy, Nick Allenova stupnice vzdálenosti Cepheida : A History, D. Turner's Classical Cepheids Po 228 letech studia, J. Percyho pochopení proměnných hvězd.
