Използвайки рядък тип гигантски променливи звезди Цефеиди като космически показатели, астрономите са намерили начин да измерват разстоянията до обекти три пъти по-далеч в пространството, отколкото е възможно преди. Но астрономите са намерили начин да използват "ултра дълъг период" (ULP) променливи на цефеидите като маяци за измерване на разстояния до 300 милиона светлинни години и след това.
Класическите цефеиди са ярки, но след 100 милиона светлинни години от Земята сигналът им се губи сред други ярки звезди, заяви Джонатан Бърд, докторант по астрономия в щата Охайо, който обсъди своите открития на конференцията на Американското астрономическо общество в понеделник.
Но ULP са рядък и изключително ярък клас Цефеид, който пулсира много бавно.
Астрономите също отдавна считат, че цефеидите на ULP не се развиват по същия начин като другите цефеиди. В това проучване обаче астрономите откриват първите доказателства за това, че целуидът на ULP се развива по същия начин като класическия цефеид ..
Има няколко метода за изчисляване на разстоянието до звездите и често астрономите трябва да комбинират методи за индиректно измерване на разстояние. Обичайната аналогия е стълба, като всеки нов метод е по-висок ремък над друг. При всяко ново стъпало на стълбата на космическото разстояние грешките се сумират, намалявайки точността на цялостното измерване. Така че всеки един метод, който може да прескочи стълбовете на стълбата, е ценен инструмент за сондиране на Вселената.
Кшиштоф Станек, професор по астрономия в щата Охайо, прилага техниката на директно измерване през 2006 г., когато за първи път използва светлината, излъчваща се от двоична звездна система в галактика М33, за да измери разстоянието до тази галактика. М33 е на 3 милиона светлинни години от Земята.
Тази нова техника, използваща ULP цефеиди, е различна. Това е индиректен метод, но това първоначално проучване предполага, че методът ще работи за галактики, които са много по-далеч от M33.
„Открихме свръх дълги периоди цефеиди като потенциално мощен индикатор за разстояние. Вярваме, че те биха могли да осигурят първите директни измервания на звездното разстояние на галактиките в обхвата от 50-100 мегапарсека (150 милиона - 326 милиона светлинни години) и много повече от това “, каза Станек.
Тъй като изследователите по принцип не отбелязват ултра дългите цефеиди, в астрономическия запис са малко. За това изследване докторката Станек, Бърд и щата Охайо Хосе Прието разкри 18 литератури на ULP от литературата.
Всяка от тях беше разположена в близка галактика, като малкия Магеланов облак. Разстоянията до тези близки галактики са добре известни, така че астрономите използваха тези знания, за да калибрират разстоянието до цефеидите на ULP.
Те откриха, че могат да използват цефеидите на ULP, за да определят разстоянието с 10-20-процентова грешка - степен, типична за други методи, съставляващи стълбата на космическото разстояние.
"Надяваме се да намалим тази грешка, тъй като все повече хора отбелязват ULP цефеиди в своите звездни проучвания", каза Бърд. „Това, което показахме досега, е, че методът работи по принцип и резултатите са обнадеждаващи.“
Bird обясни защо астрономите са игнорирали ULP цефеидите в миналото.
Цефеидите за кратък период, онези, които изсветляват и затъмняват на всеки няколко дни, правят добри маркери за разстояние в пространството, тъй като периодът им е пряко свързан с тяхната яркост - и астрономите могат да използват тази информация за яркостта, за да изчислят разстоянието. Поларис, Северната звезда, е добре позната и класическа цефеида.
Но астрономите винаги са смятали, че цефеидите на ULP, които се изсветляват и затъмняват в продължение на няколко месеца или повече, не се подчиняват на това отношение. Те са по-големи и по-ярки от типичната цефеида. Всъщност те са по-големи и по-ярки от повечето звезди; в това проучване, например 18-те ULP цефеиди варираха по размер от 12-20 пъти по-голяма от масата на нашето слънце.
Яркостта ги прави добри маркери за разстояние, каза Станек. Типичните цефеиди е по-трудно да бъдат забелязани в далечни галактики, тъй като светлината им се смесва с други звезди. Цефеидите на ULP са достатъчно ярки, за да се откроят.
Астрономите също отдавна подозират, че целуидите на ULP не се развиват по същия начин като другите цефеиди. В това проучване обаче екипът на щата Охайо открива първите доказателства за развитието на цефеид от ULP, както по-класическият цефеид.
Класическата цефеида ще стане по-гореща и по-хладна многократно през целия си живот. Междувременно външните слоеве на звездата стават нестабилни, което причинява промените в яркостта. Смята се, че ULP цефеидите преминават през този период на нестабилност само веднъж и преминават само в една посока - от по-гореща към по-хладна.
Но докато астрономите събраха данни от различни части на литературата за това изследване, те откриха, че една от цефеидите на ULP - звезда в Малкия магеланов облак, наречен HV829 - ясно се движи в обратна посока.
Преди 40 години HV829 пулсира на всеки 87.6 дни. Сега пулсира на всеки 84,4 дни. Две други измервания, открити в литературата, потвърждават, че периодът непрекъснато се свива през десетилетията между тях, което показва, че самата звезда се свива и става все по-гореща.
Астрономите стигнаха до заключението, че цефеидите на ULP могат да помогнат на астрономите не само да измерват Вселената, но и да научат повече за това как се развиват много масивни звезди.
Някои от тези резултати бяха докладвани в Astrophysical Journal през април 2009 г. От момента на писането на тази книга астрономите от щата Охайо започнаха да използват Големия бинокуларен телескоп в Тусон, Аризона, за да търсят повече цефеиди на ULP. Станек казва, че са намерили няколко добри кандидати в галактика М81, но тези резултати все още не са потвърдени.
Източници: AAS, The Ohio State University
