Τα M31 και M33 είναι δύο από τους πλησιέστερους σπειροειδείς γαλαξίες και μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για τον προσδιορισμό των αποστάσεων σε πιο απομακρυσμένους σπειροειδείς γαλαξίες και για τον περιορισμό του ρυθμού επέκτασης του Σύμπαντος (η σταθερά Hubble). Εξ ου και η σημασία και η σημασία πολλών νέων μελετών που χρησιμοποίησαν δεδομένα υπερύθρων για τον καθορισμό στερεών αποστάσεων για τα M31 (Andromeda) και M33 (Triangulum) (π.χ. Gieren et al. 2013), και στόχευαν στη μείωση των υπαρχουσών αβεβαιοτήτων που συνδέονται με τις θεμελιώδεις παραμέτρους για αυτούς τους γαλαξίες. Πράγματι, οι αξιόπιστες αποστάσεις για τα M31 και M33 είναι ιδιαίτερα σημαντικές υπό το φως της νέας σταθερής εκτίμησης του Hubble από τον δορυφόρο Planck, η οποία αντισταθμίζεται σε σχέση με ορισμένα άλλα αποτελέσματα και αυτή η διαφορά εμποδίζει τις προσπάθειες για την εξακρίβωση της φύσης της σκοτεινής ενέργειας (η μυστηριώδης δύναμη θεωρήθηκε προκαλώντας την ταχεία επέκταση του Σύμπαντος).
Οι Gieren et al. παρατήρησε ότι, «ένας αριθμός νέων προσδιορισμών απόστασης έως το M33… εκτείνεται σε ένα εκπληκτικά μεγάλο διάστημα… το οποίο προκαλεί σοβαρές ανησυχίες. Ως ο δεύτερος κοντινότερος σπειροειδής γαλαξίας, ο ακριβής προσδιορισμός της απόστασης [M33] είναι ένα κρίσιμο βήμα στη διαδικασία οικοδόμησης της κοσμικής σκάλας απόστασης. " Όσον αφορά το M31, οι Riess et al. Το 2012 ανέφερε επίσης ότι «Το M31, το πλησιέστερο ανάλογο του Γαλαξία μας, παρέχει εδώ και καιρό σημαντικές ενδείξεις για την κατανόηση της κλίμακας του Σύμπαντος.“
Οι νέοι Gieren και Riess et al. Οι αποστάσεις βασίζονται σε παρατηρήσεις σχεδόν υπέρυθρων ακτίνων, οι οποίες είναι σχετικές, επειδή η ακτινοβολία από αυτό το μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος είναι λιγότερο ευαίσθητη από τα οπτικά δεδομένα στην απορρόφηση από τη σκόνη που βρίσκεται κατά μήκος της οπτικής μας όψης (δείτε το παρακάτω σχήμα). Ο σωστός υπολογισμός της επίδρασης της σκόνης είναι ένα βασικό πρόβλημα στην κοσμική εργασία κλίμακας απόστασης, καθώς προκαλεί τους στόχους να φαίνονται πιο αμυδρό. «διαφορετικές παραδοχές σχετικά με τη [σκίαση σκόνης] αποτελούν πρωταρχική πηγή για τις αποκλίσεις μεταξύ των διαφόρων προσδιορισμών απόστασης για το M33.Σημείωσε ο Gieren et al., Και το ίδιο ισχύει και για την απόσταση από το M31 (βλ. Riess et al.).
Οι Gieren και Riess et al. Οι αποστάσεις έως M33 και M31, αντίστοιχα, συνήχθησαν από παρατηρήσεις του Cepheids. Το Cepheids είναι μια κατηγορία μεταβλητών αστεριών που εμφανίζουν περιοδικές διακυμάνσεις φωτεινότητας (παλμούν ακτινικά). Τα Cepheids μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες απόστασης επειδή η περίοδος παλμών τους και η μέση φωτεινότητα συσχετίζονται. Αυτή η σχέση ανακαλύφθηκε από την Henrietta Leavitt στις αρχές του 1900. Παρακάτω παρουσιάζεται μια ψευδο σχέση περιόδου-φωτεινότητας που προέρχεται για το M31 Cepheids.
Οι Gieren et al. παρατήρησε 26 Cepheids στο M33 και καθόρισε απόσταση ~ 2.740.000 lightyears. Η ομάδα πρόσθεσε ότι «Ως η πρώτη σύγχρονη μελέτη υπέρ-υπέρυθρων Cepheid [του] M33 από… περίπου 30 χρόνια… θεωρούμε ότι αυτή η εργασία έχει καθυστερήσει πολύ…«Οι αστρονόμοι συχνά αναφέρουν αποστάσεις σε αντικείμενα σε έτη φωτός, γεγονός που καθορίζει το χρόνο που απαιτείται για να φτάσει το φως από την πηγή στον παρατηρητή. Παρόλο που η (πεπερασμένη) ταχύτητα του φωτός είναι 300.000.000 m / s, οι ακτίνες πρέπει να διασχίζουν «αστρονομικές» αποστάσεις. Το να βλέπεις στο διάστημα δίνει τη μοναδική ευκαιρία να κοιτάξεις πίσω στο παρελθόν.
Οι αποστάσεις έως το M33 που φαίνονται παρακάτω μεταδίδουν σημαντικά σημεία στην εξέλιξη της γνώσης της ανθρωπότητας. Η διασπορά κοντά στη δεκαετία του 1920 προέρχεται εν μέρει από μια συζήτηση σχετικά με το αν ο Γαλαξίας και το Σύμπαν είναι συνώνυμοι. Με άλλα λόγια, υπάρχουν γαλαξίες πέρα από τον Γαλαξία μας; Το θέμα αθανατοποιείται στη φημισμένη μεγάλη συζήτηση (1920) με τους H. Shapley και H. Curtis (ο τελευταίος υποστήριξε μια εξωγαλακτική κλίμακα). Η αντιστάθμιση μεταξύ των δεδομένων πριν από το 1930 και μετά το 1980 προκύπτει εν μέρει από σχεδόν διπλάσια αύξηση της κοσμικής κλίμακας απόστασης που αναγνωρίστηκε γύρω στο 1950 (βλέπε επίσης Feast 2000). Επίσης εμφανής είναι η διασπορά που σχετίζεται με τις αποστάσεις μετά το 1980, η οποία απλώς ενισχύει τη σημασία των νέων εκτιμήσεων απόστασης υψηλής ακρίβειας.
Riess et al. έλαβε δεδομένα για περίπου 70 Cepheids και καθόρισε μια απόσταση για M31 ~ 2.450.000 lightyears. Το τελευταίο επιβεβαιώνεται από μια νέα μελέτη των Contreras Ramos et al. 2013 (d ~ 2.540.000 ly), του οποίου η εκτίμηση απόστασης βασίστηκε σε δεδομένα για αστέρια σε ένα σφαιρικό σύμπλεγμα M31.
Απαιτούνται όργανα κορυφαίας κατηγορίας και τηλεσκόπια για τη λήψη αξιόπιστων μετρήσεων αστεριών σε γαλαξίες, σχεδόν 3.000.000 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οι Gieren et al. χρησιμοποίησε το όργανο 8.2-m Very Large Telescope (Yepun) που φαίνεται παρακάτω, ενώ οι Riess και Contreras Ramos et al. ανέλυσε τις παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Riess et al. απέκτησε εικόνες του M31 μέσω της νέας Wide-field Camera 3, η οποία αντικατέστησε το Wide-field και το Planetary Camera 2 («Η κάμερα που έσωσε το Χαμπλ«) Κατά τη διάρκεια της φημισμένης αποστολής συντήρησης του 2009.
Τα νέα αποτελέσματα σηματοδοτούν το αποκορύφωμα μιας προσπάθειας αξίας ενός αιώνα που στοχεύει στην εξασφάλιση ακριβών αποστάσεων για τον τοπικό σπειροειδή συγγενή του Galaxy μας (M31 και M33). Ωστόσο, η αντιστάθμιση μεταξύ του Planck και ορισμένων βασισμένων στο Cepheid / SN προσδιορισμών του σταθερού Hubble απαιτεί τη συνέχιση της έρευνας προκειμένου να εντοπιστούν αβεβαιότητες που σχετίζονται με τις μεθόδους.
Οι Gieren et al. Τα ευρήματα έγιναν αποδεκτά για δημοσίευση στο Astrophysical Journal (ApJ) και υπάρχει διαθέσιμη εκτύπωση στο arXiv. Τόσο οι Riess όσο και οι Contreras Ramos et al. μελέτες δημοσιεύονται επίσης στο ApJ. Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης που επιθυμεί πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την κοσμική κλίμακα απόστασης και το Cepheids θα βρει τους ακόλουθους πόρους σχετικούς: το άρθρο του AAVSO για το Delta Cephei (το ομώνυμο για την κατηγορία των μεταβλητών Cepheid), Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969, η εξωγαλακτική βάση δεδομένων της NASA / IPAC, τα αστέρια της G. Johnson's Miss Leavitt: Η ανείπωτη ιστορία της γυναίκας που ανακάλυψε πώς να μετρήσει το σύμπαν, D. Fernie's Setting Sail for the Universe: Astronomers and their Discoveres, Nick Allen's The Cepheid Distance Scale : A History, D. Turner Classical Cepheids Μετά από 228 χρόνια μελέτης, J. Percy's Understanding Variable Stars.
