Поле спостережень у NGC 300. Кредит зображення: ESO Клацніть для збільшення
Пульсуючі зірки цефеїду використовувались як індикатори відстані з моменту раннього відкриття Генрієтти Левітвіт майже сто років тому. З її фотографічних даних щодо однієї із сусідніх галактик Чумацького Шляху, Малої Магелланової Хмари, вона виявила, що яскравість цих зірок тісно корелює з їх періодами пульсації.
Колись калібрована ця співвідношення періоду та освітленості дозволяє точно визначити відстань галактики, як тільки в ній були виявлені Цефеїди, а також виміряно їх періоди та середню величину.
Незважаючи на те, що метод Цефеїда у Всесвіті недостатньо далеко для прямого визначення космологічних параметрів, таких як константа Хаббла, відстані Цефеїда до відносно розташованих поблизу галактик заклали фундамент для такої роботи в минулому, як у ключовому проекті космічного телескопа Хаббла на шкалі екстрагалактичної відстані. Цефеїди справді є одним з перших кроків сходів космічної відстані.
Поточна основна проблема методу Цефеїда полягає в тому, що його залежність від металевості галактики, тобто її вмісту в елементах важчих, ніж водень та гелій, досі ніколи не вимірювалася точно. Інша інтригуюча складність методу полягає в тому, що повне поглинання світла Цефеїда на його шляху до Землі, зокрема кількість поглинання всередині галактики галактики Цефеїдів, має бути точно встановлено, щоб уникнути значних помилок у визначенні відстані.
Щоб вирішити цю проблему, Вольфганг Гірен (Університет Консепсьон, Чилі) та його команда розробили велику програму в ESO: проект «Араукарія». Його мета - отримати відстані до відносно довколишніх галактик з точністю, що перевищує 5 відсотків.
Однією з ключових галактик проекту «Араукарія» є прекрасна, біля обличчя галактика NGC 300 в групі скульпторів. Під час широкомасштабного опитування зображень, проведеного в 2,2-метровому телескопі ESO / MPG на Ла-Сіллі в 1999-2000 роках, команда виявила більше ста змінних цефеїдів, що охоплюють широкий діапазон у період пульсації. Фотографії галактики та деякі її Цефеїди з цих даних були опубліковані в ESO Press Photos 18a-h у 2002 році. Минулого року команда представила відстань NGC 300 як отримане з цих оптичних зображень у V- та I-діапазонах.
Команда доповнила цей унікальний набір даних новими даними, отриманими за допомогою інфрачервоної камери та спектрометра ISAAC на 8,2-метровому телескопі VLT Antu ESO.
"У роботі дистанції Цефеїда є три суттєві переваги, коли зображення, отримані через ближче інфрачервоні смуги передач, використовуються замість оптичних даних", - каже Вольфганг Гірен. Найбільш важливим посиленням є той факт, що поглинання зоряного світла в ближньому інфрачервоному просторі, особливо в K-діапазоні, різко знижується порівняно з ефектом, який має міжзоряна речовина на видимих довжинах хвиль. Друга перевага полягає в тому, що криві світла Цефеїда в інфрачервоному діапазоні мають менші амплітуди і значно симетричніші, ніж їх оптичні аналоги, завдяки чому можна виміряти середню яскравість K-діапазону Цефеїда лише з небагатьох, і в принципі лише з одного спостереження на відома фаза пульсації. Навпаки, оптична робота вимагає спостереження за кривими повного світла для визначення точних середніх величин. Третя основна перевага інфрачервоного зв'язку - це знижена чутливість відношення періоду до світності до металічності та до змішування з іншими зірками в багатолюдних полях далекої галактики.
Враховуючи це, однією з головних цілей великої програми команди було проведення спостережень за інфрачервоним спостереженням Cepheids у цільових галактиках їхнього проекту, які раніше були виявлені в оптичних широкопольових дослідженнях.
У 2003 році за допомогою VLT / ISAAC було зроблено глибокі зображення у діапазонах J та K трьох полів NGC 300, що містять 16 цефеїдів.
"Висока якість даних дозволила дуже точно виміряти середні величини J- та K-кепеїдів за допомогою лише 2 спостережень за кожною зіркою, отриманих у різний час", - говорить Гжегож Петжинський, інший член команди, також із Concepcion .
За допомогою цих чудових даних були побудовані відносини періоду світності. "Це найточніші інфрачервоні співвідношення ПЛ, коли-небудь отримані для зразка Цефеїда в галактиці поза Магеллановими Хмарами", - підкреслює Вольфганг Гірен.
Повне поглинання світла («почервоніння») цефеїдів в NGC 300 було отримано шляхом комбінування значень відстані галактики, отриманої в різних оптичних і ближньочергових діапазонах, в яких спостерігався NGC 300. Це призвело до відкриття, що є дуже вагомий внесок у повне почервоніння від властивості поглинання до NGC 300. Це внутрішнє поглинання має важливий вплив на визначення відстані, але раніше не враховувалось.
Команда змогла виміряти відстань до NGC 300 з небаченою загальною невизначеністю лише близько 3 відсотків. Астрономи виявили, що NGC 300 знаходиться в 6,13 млн світлових років.
Оригінальне джерело: Новини ESO
