М31 і М33 - дві найближчі спіральні галактики і можуть скласти основу для визначення відстаней до більш віддалених спіральних галактик і обмеження швидкості розширення Всесвіту (константа Хаббла). Звідси актуальність та важливість декількох нових досліджень, які використовували дані ближнього інфрачервоного зв'язку для встановлення суцільних відстаней для М31 (Андромеда) та М33 (Трикутник) (наприклад, Gieren et al. 2013), і спрямовані на зменшення існуючих невизначеностей, пов'язаних із основними параметрами для цих галактик. Дійсно, надійні відстані для М31 та М33 особливо важливі з огляду на нову оцінку постійної Хаббла від супутника Планка, яка зміщена відносно певних інших результатів, і ця різниця перешкоджає зусиллям для встановлення природи темної енергії (загадкова сила теоретизована як спричинення прискореного розширення Всесвіту).
Gieren et al. зауважив, що "низка нових визначень відстані до M33 ... охоплює напрочуд великий інтервал ..., що викликає серйозну занепокоєння. Як друга найближча спіральна галактика, точне визначення відстані [M33] є вирішальним кроком у процесі побудови сходів космічної відстані ". Щодо M31, Riess та ін. 2012 також зауважив, що "М31, найближчий аналог Галактики Чумацького Шляху, давно дав важливі підказки для розуміння масштабу Всесвіту.“
Нові Gieren і Riess та ін. відстані базуються на спостереженнях ближнього інфрачервоного зв'язку, які доречні, оскільки випромінювання з тієї частини електромагнітного спектру менш чутливе, ніж оптичні дані до поглинання пилом, розташованим уздовж нашої зори зору (див. малюнок нижче). Належний облік впливу пилу є головною проблемою в роботі космічних відстаней, оскільки це призводить до того, що цілі виявляються тьмянішими. "різні припущення щодо [затуплення пилу] є основним джерелом розбіжностей між різними визначеннями відстані для M33.»Зазначали Gieren et al., І те саме стосується відстані до М31 (див. Riess et al.).
Gieren і Riess та ін. відстані до М33 та М31 відповідно були зроблені із спостережень за Цефеїдами. Цефеїди - це клас змінних зірок, які демонструють періодичні зміни яскравості (вони пульсують радіально). Цефеїди можуть бути використані як індикатори відстані, оскільки їх період пульсації та середня освітленість співвідносяться. Цей зв’язок виявила Генрієтта Левітвіт на початку 1900-х років. Нижче представлено співвідношення псевдо-періоду світності, отримане для цефеїдів M31.
Gieren et al. спостерігали 26 цефеїдів у M33 та встановили відстань ~ 2740 000 світлових років. Команда додала:Як перше сучасне майже інфрачервоне дослідження цефеїду [33] M33 з… якихось 30 років… ми вважаємо цю роботу давно назрілою…”Астрономи часто цитують відстані до предметів у світлових роках, що визначає час, необхідний для випромінювання світла від джерела для спостерігача. Незважаючи на (кінцеву) швидкість світла, що становить 300 000 000 м / с, промені повинні пройти "астрономічні" відстані. Погляд у космос дає одну унікальну можливість зазирнути назад у час.
Відстані до М33, показані нижче, дають початкові моменти еволюції людських знань. Розкидання поблизу 1920-х років частково походить від дебатів щодо того, чи Чумацький Шлях та Всесвіт є синонімами. Іншими словами, чи існують галактики поза Чумацьким Шляхом? Ця тема увічнена в знаменитій великій дискусії (1920 р.) З участю Х. Шаплі та Х. Кертіса (останній стверджував про екстрагалактичний масштаб). Зсув даних між періодами до 1930 р. І після 1980 р. Частково зумовлюється майже двократним збільшенням шкали космічної відстані, визнаної приблизно в 1950 році (див. Також Свято 2000). Також очевидним є розкид, пов'язаний з відстанями після 1980 року, що лише підсилює важливість нових високоточних оцінок відстані.
Рісс та ін. Отримали дані для приблизно 70 Цефеїдів і визначили відстань для М31 ~ 2450 000 світлових років. Останнє підтверджується новим дослідженням Contreras Ramos et al. 2013 р. (D ~ 2,540 000 ly), оцінка відстані спиралася на дані зірок у кульовому скупченні M31.
Для отримання надійних вимірювань зірок у галактиках, що знаходяться на відстані майже 3 000 000 мільйонів світлових років, потрібні інструменти та телескопи вищого класу. Gieren et al. використовували 8,2-метровий дуже великий телескоп (Yepun), показаний нижче, в той час як Рісс і Контрерас Рамос та ін. проаналізував спостереження з космічного телескопа Хаббла. Рісс та ін. придбав зображення M31 за допомогою нової широкопольної камери 3, яка замінила широкопольну та планетарну камеру 2 ("Камера, яка врятувала Хаббла") Під час знаменитої місії з обслуговування 2009 року.
Нові результати означають кульмінацію столітнього зусилля, спрямованого на забезпечення точних відстаней для локальної спіралі нашої Галактики (M31 та M33). Однак зсув між Планком та певними визначеннями на основі Цефеїда / СН постійної Хаббла вимагає продовжувати дослідження з метою виявлення невизначеностей, пов'язаних із методами.
Gieren et al. результати були прийняті для публікації в Astrophysical Journal (ApJ), а переддрук доступний на arXiv. І Рісс, і Контрерас Рамос та ін. дослідження також публікуються в ApJ. Зацікавлений читач, бажаючи додаткової інформації про масштаб космічної відстані та Cepheids, знайде відповідні ресурси: стаття AAVSO про Delta Cephei (тезка для класу змінних Цефеїдів), Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969 р., Екстрагалактична база даних NASA / IPAC, зірки Міс Левітта Дж. Джонсона: Нерозказана історія жінки, яка виявила, як виміряти Всесвіт, Д. Ферні про вітрило до Всесвіту: астрономи та їх відкриття : Історія, класичні цефеїди Д. Тернера після 228 років навчання, розуміння змінних зірок Дж. Персі.
