Az M31 és az M33 a legközelebbi spirális galaxisok, és alapul szolgálhatnak a távoli spirális galaxisok távolságának meghatározásához és az Univerzum tágulási sebességének korlátozásához (Hubble-állandó). Ezért számos olyan új tanulmány relevanciája és fontossága, amelyek közeli infravörös adatokat használtak az M31 (Andromeda) és az M33 (Triangulum) szilárd távolságok meghatározására (pl. Gieren et al. 2013), és célja az alapvető paraméterekkel kapcsolatos meglévő bizonytalanságok csökkentése volt. ezekre a galaxisokra. Valójában az M31 és az M33 közötti megbízható távolság különösen fontos a Planck műholdas Hubble állandó becslése fényében, amelyet bizonyos egyéb eredményekhez viszonyítva eltolnak, és ez a különbség akadályozza a sötét energia természetének (a titokzatos erő elmélete szerint mint amely az Univerzum felgyorsult expanzióját okozza).
Gieren és mtsai. megjegyezte, hogy:számos új távolság-meghatározás az M33-hoz… meglepően nagy intervallumot vesz át ... ami komoly aggodalomra ad okot. Mivel a második legközelebbi spirális galaxis az [M33] távolságának pontos meghatározása kritikus lépés a kozmikus távolság létrájának felépítésében. " Az M31 kapcsán Riess és munkatársai. 2012-ben szintén megjegyezte, hogy „Az M31, a Tejút-galaxis legközelebbi analógja, régóta fontos nyomokat ad az univerzum méretének megértésére.“
Az új Gieren és Riess et al. a távolságok közeli infravörös megfigyeléseken alapulnak, amelyek relevánsak, mivel az elektromágneses spektrum azon részének sugárzása kevésbé érzékeny, mint az optikai adatok a látóvonal mentén elhelyezkedő por abszorpciójára (lásd az alábbi ábrát). A por hatásának megfelelő elszámolása az egyik fő probléma a kozmikus távolságmérő munkában, mivel a célok halványabbá válnak. „az M33 különböző távolságmeghatározása közötti eltérések elsődleges forrása a [porképződéssel kapcsolatos] különböző feltételezések.- jegyezte meg Gieren és munkatársai, és ugyanez vonatkozik az M31-re eső távolságra (lásd Riess et al.).
A Gieren és Riess et al. Az M33-hoz és az M31-hez mért távolságot a cefeidek megfigyelése alapján lehetett következtetni. A cefeidek egy változó csillagok olyan csoportja, amelyek periodikus fényerő-változásokat mutatnak (sugárirányban pulzálnak). A cefeidek távolságmérőkként használhatók, mivel pulzációs periódusuk és az átlagos fényerősség összefüggenek. Ezt a kapcsolatot Henrietta Leavitt fedezte fel az 1900-as évek elején. Az alábbiakban bemutatjuk az M31 Cepheids állagról alkotott pszeudo-periódus-fényviszonyokat.
Gieren és mtsai. megfigyelt 26 cefeidet az M33-ban, és ~ 2740 000 fényév távolságot hozott létre. A csapat hozzátette, hogy:M33-nak az első modern közel-infravörös Cepheid-tanulmánya, az M33 körülbelül 30 éve óta ... ezt a munkát már régóta tartjuk.„A csillagászok gyakran fényviszonyokban idézik a tárgyak távolságát, amely meghatározza azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy a forrás által kibocsátott fény elérje a megfigyelőt. Annak ellenére, hogy a (véges) fénysebesség 300 000 000 m / s, a sugaraknak át kell haladniuk „csillagászati” távolságokon. Az űrbe nézés egyedülálló lehetőséget kínál az időbeli visszatekintésre.
Az alább látható M33-ig tartó távolságok alapvető pontokat mutatnak az emberiség tudásának fejlődésében. Az 1920-as évek közti szétszórt részben annak a vitának a következménye, hogy a Tejút és az Univerzum szinonimák-e. Más szavakkal, léteznek-e galaxisok a Tejúton túl? A témát immár hallani lehet a hírhedt nagy vitában (1920), amelyben H. Shapley és H. Curtis (az utóbbi egy extragalaktikus lépték mellett érvelt). Az 1930 előtti és az 1980 utáni adatok közötti eltolás részben az 1950 körül kb. Elismert kozmikus távolság skálájának majdnem kétszeres növekedéséből származik (lásd még a Feast 2000-et). Ugyancsak nyilvánvaló az 1980 utáni távolságokkal kapcsolatos szórás, amely csupán megerősíti az új nagy pontosságú távolságbecslések fontosságát.
Riess és mtsai. mintegy 70 cefeidre vonatkozóan kapott adatokat, és az M31 távolságát körülbelül 2,450 000 fényévvel határozta meg. Ez utóbbi megerősítésre került Contreras Ramos és munkatársai által készített új tanulmányban. 2013 (d ~ 2 540 000 ly), amelynek távolsági becslése az M31 gömbös klaszter csillagainak adataira támaszkodott.
Kiváló minőségű műszerekre és távcsövekre van szükség ahhoz, hogy megbízható méréseket kapjanak a csillagokról, amelyek galaxisai közel 3 000 000 millió fényév távol vannak. Gieren és mtsai. az alább bemutatott 8,2 m-es nagyon nagy távcsövet (Yepun) használták, míg Riess és Contreras Ramos et al. elemezte a Hubble Űrtávcső megfigyeléseit. Riess és mtsai. megszerezte az M31 képeit az új Wide-field Camera 3 segítségével, amely felváltotta a Wide-field és a Planetary Camera 2-et (“A Hubblet mentett kamera“) A híres 2009. évi szolgálati misszió alatt.
Az új eredmények egy századnyi erőfeszítés csúcspontját jelölik, amelynek célja pontos távolságok biztosítása a galaxisunk helyi spirális rokonainál (M31 és M33). A Planck és a Hubble állandó bizonyos Cepheid / SN-alapú meghatározása közötti eltolás azonban megköveteli a kutatás folytatását a módszerekkel kapcsolatos bizonytalanságok azonosítása érdekében.
Gieren és mtsai. Az eredményeket elfogadták az Astrophysical Journal (ApJ) közzétételére, és előzetes nyomtatás érhető el az arXiv oldalon. Mind a Riess, mind a Contreras Ramos et al. a tanulmányokat szintén közzétették az ApJ-ben. Az érdeklődő olvasó, aki további információkat kíván a kozmikus távolság skáláról és a cefeidekről, a következő forrásokat relevánsnak találja: az AAVSO Delta Cephei-ről szóló cikke (a Cepheid változók osztályának neve), Freedman & Madore (2010), Tammann és Reindl 2012, Fernie 1969, a NASA / IPAC extragalaktikus adatbázis, G. Johnson Miss Leavitt csillagai: Az univerzum mérésének felfedezett nő elmondhatatlan története, D. Fernie az univerzum vitorlája: csillagászok és felfedezéseik, Nick Allen Cepheid távolsági skála : A történelem, D. Turner klasszikus cefeidei 228 éves tanulmány után, J. Percy megértése a változó csillagokról.
