M31 и M33 са две от най-близките спирални галактики и могат да формират основата за определяне на разстояния до по-отдалечени спирални галактики и ограничаване на скоростта на разширение на Вселената (константата на Хъбъл). Оттук е релевантността и значението на няколко нови проучвания, които използват близко инфрачервени данни за установяване на солидни разстояния за M31 (Andromeda) и M33 (Triangulum) (напр. Gieren et al. 2013) и целяха да намалят съществуващите несигурности, свързани с основните параметри за тези галактики. Наистина надеждните разстояния за M31 и M33 са особено важни в светлината на новата константна оценка на Хъбъл от спътника на Планк, която е изместена спрямо някои други резултати и тази разлика възпрепятства усилията за установяване естеството на тъмната енергия (теоретичната сила теоретизира като причинява ускореното разширяване на Вселената).
Gieren et al. отбеляза, че „редица нови определяния на разстоянието до M33 ... обхващат изненадващо голям интервал ..., което предизвиква сериозно безпокойство. Като втора най-близка спирална галактика, точното определяне на разстоянието [M33] е решаваща стъпка в процеса на изграждане на стълбата на космическото разстояние. " Относно M31, Riess et al. 2012 също отбеляза, че „М31, най-близкият аналог на галактиката Млечен път, отдавна дава важни улики за разбиране на мащаба на Вселената.“
Новите Gieren и Riess et al. разстоянията се основават на близки до инфрачервени наблюдения, които са уместни, тъй като излъчването от тази част на електромагнитния спектър е по-малко чувствително от оптичните данни за поглъщане от прах, разположен по нашата зрителна линия (вижте фигурата по-долу). Правилното отчитане на въздействието на праха е основен проблем в работата на космическите разстояния, тъй като причинява появата на по-тъмни цели. "различни предположения за [замърсяване с прах] са основен източник за несъответствията между различните определяния на разстоянието за M33.“Отбелязват Gieren et al., А същото е вярно и за разстоянието до М31 (виж Riess et al.).
Gieren и Riess et al. разстоянията до M33 и M31, съответно, са направени от наблюденията на Цефеиди. Цефеидите са клас променливи звезди, които проявяват периодични промени в яркостта (те пулсират радиално). Цефеидите могат да се използват като индикатори за разстояние, тъй като периодът им на пулсация и средната светимост са свързани. Тази връзка е открита от Хенриета Левит в началото на 20-те години. По-долу е представена връзка за псевдопериод и светимост, получена за M31 Cepheids.
Gieren et al. наблюдават 26 цефеиди в M33 и установяват разстояние от ~ 2740 000 светлинни години. Екипът добави, че „Като първото модерно близо инфрачервено изследване на Цефеид [на] M33 от… около 30 години ... ние считаме тази работа за дългосрочна ...„Астрономите често цитират разстояния до обекти в светлинни години, което определя времето, необходимо за светлината, излъчвана от източника, за да достигне до наблюдателя. Въпреки че (крайната) скорост на светлината е 300 000 000 м / сек, лъчите трябва да изминат „астрономическите“ разстояния. Погледът в космоса предоставя една уникална възможност да надникнем назад във времето.
Показаните по-долу разстояния до М33 дават начални точки в еволюцията на познанието на човечеството. Разсеяността близо до 20-те години произтича частично от дебата относно това дали Млечният път и Вселената са синоними. С други думи, съществуват ли галактики отвъд Млечния път? Темата е обезсмъртена в известния голям дебат (1920 г.) с участието на Х. Шапли и Х. Къртис (последният спори за екстрагалактичен мащаб). Отместването между данните отпреди 1930 г. и след 1980 г. се дължи отчасти на почти двукратно увеличение на скалата на космическото разстояние, разпозната около 1950 г. (виж също Празник 2000). Видно е също разсейването, свързано с разстоянията след 1980 г., което само засилва значението на новите оценки на разстоянията с висока точност.
Riess et al. получени данни за около 70 Цефеиди и определи разстояние за М31 от ~ 2450 000 светлинни години. Последното се потвърждава от ново проучване на Contreras Ramos et al. 2013 г. (d ~ 2,540 000 ly), чиято оценка на разстоянието разчита на данни за звезди в кълбовиден клъстер M31.
Най-висок клас инструменти и телескопи са необходими за получаване на надеждни измервания на звезди в галактики на близо 3 000 000 милиона светлинни години. Gieren et al. използва 8,2-метровия инструмент с много голям телескоп (Yepun), показан по-долу, докато Riess и Contreras Ramos et al. анализира наблюденията от космическия телескоп Хъбъл. Riess et al. придоби изображения на M31 чрез новата широкоформатна камера 3, която замести ширококачествената и планетарната камера 2 („Камерата, която спаси Хъбъл„) По време на прочутата мисия за обслужване през 2009 г.
Новите резултати означават кулминацията на столетни усилия, насочени към осигуряване на точни разстояния за локалния спирален род на нашата Галактика (M31 и M33). Обаче, компенсирането между Планк и някои определения на базата на Цефеид / SN на константата на Хъбъл изисква изследванията да продължат, за да се идентифицират несигурностите, свързани с методите.
Gieren et al. констатациите са приети за публикуване в Astrophysical Journal (ApJ), а на arXiv има предпечат. Както Riess, така и Contreras Ramos et al. изследвания също са публикувани в ApJ. Заинтересованият читател, желаещ допълнителна информация за мащаба на космическото разстояние и Цефеидите, ще намери следните ресурси, подходящи: статията на AAVSO за Delta Cephei (съименник за класа на променливи на Cepheid), Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969 г., Екстрагалактична база данни на НАСА / IPAC, звездите на Мис Левит на Дж. Джонсън: Неразказаната история на жената, открила как да се измери Вселената, Задължителното платно на Д. Ферни за Вселената: Астрономите и техните открития, Разстоянието на Цефеид на Ник Алън : История, Класическите цефеиди на Д. Търнър след 228 години проучване, разбирането на променливите звезди на Дж. Пърси.
