M31 e M33 são duas das galáxias espirais mais próximas e podem formar a base para determinar distâncias para galáxias espirais mais remotas e restringir a taxa de expansão do Universo (a constante de Hubble). Daí a relevância e a importância de vários novos estudos que empregaram dados no infravermelho próximo para estabelecer distâncias sólidas para M31 (Andromeda) e M33 (Triangulum) (por exemplo, Gieren et al. 2013), com o objetivo de reduzir as incertezas existentes vinculadas aos parâmetros fundamentais para essas galáxias. De fato, distâncias confiáveis para M31 e M33 são particularmente importantes à luz da nova estimativa constante do Hubble do satélite Planck, que é compensada em relação a outros resultados, e essa diferença dificulta os esforços para determinar a natureza da energia escura (a força misteriosa teorizada causando a expansão acelerada do Universo).
Gieren et al. observou que "uma série de novas determinações de distância para M33 ... abrangem um intervalo surpreendentemente grande ... o que é uma causa de séria preocupação. Como a segunda galáxia espiral mais próxima, uma determinação precisa da distância [M33] é uma etapa crucial no processo de construção da escada de distância cósmica. " Em relação ao M31, Riess et al. 2012 também observou que "O M31, o análogo mais próximo da Galáxia da Via Láctea, há muito fornece pistas importantes para entender a escala do Universo.“
Os novos Gieren e Riess et al. as distâncias são baseadas em observações no infravermelho próximo, que são pertinentes porque a radiação daquela parte do espectro eletromagnético é menos sensível que os dados ópticos à absorção pela poeira localizada ao longo da linha de visão (veja a figura abaixo). A contabilização correta do impacto da poeira é um problema principal no trabalho em escala cósmica de distância, pois faz com que os alvos pareçam mais escuros. "diferentes suposições sobre [obscurecimento do pó] são uma fonte primordial para as discrepâncias entre as várias determinações de distância para o M33.”Observou Gieren et al., E o mesmo se aplica à distância para M31 (ver Riess et al.).
Gieren e Riess et al. distâncias para M33 e M31, respectivamente, foram inferidas a partir de observações de Cefeidas. As cefeidas são uma classe de estrelas variáveis que exibem variações periódicas de brilho (pulsam radialmente). As cefeidas podem ser usadas como indicadores de distância, porque seu período de pulsação e luminosidade média estão correlacionados. Essa relação foi descoberta por Henrietta Leavitt no início dos anos 1900. Uma relação pseudo-período-luminosidade derivada das cefeidas M31 é apresentada abaixo.
Gieren et al. observou 26 cefeidas no M33 e estabeleceu uma distância de ~ 2.740.000 anos-luz. A equipe acrescentou que "Como o primeiro estudo moderno da Cefeida por infravermelho próximo [de] M33 desde… cerca de 30 anos… consideramos esse trabalho há muito tempo atrasado…Os astrônomos costumam citar distâncias a objetos em anos-luz, o que define o tempo necessário para que a luz emitida pela fonte alcance o observador. Apesar da velocidade (finita) da luz ser de 300.000.000 m / s, os raios devem atravessar distâncias "astronômicas". Olhar para o espaço oferece a oportunidade única de voltar no tempo.
As distâncias para M33 mostradas abaixo transmitem pontos seminais na evolução do conhecimento da humanidade. A dispersão perto da década de 1920 decorre em parte de um debate sobre se a Via Láctea e o Universo são sinônimos. Em outras palavras, existem galáxias além da Via Láctea? O tópico é imortalizado no famoso grande debate (1920), com H. Shapley e H. Curtis (este último defendeu uma escala extragalática). A diferença entre os dados anteriores a 1930 e posteriores a 1980 resulta em parte de um aumento quase duas vezes na escala de distância cósmica reconhecida por volta de 1950 (ver também Festa 2000). Também é evidente a dispersão associada às distâncias pós-1980, que apenas reforça a importância das novas estimativas de distância de alta precisão.
Riess et al. obteve dados para cerca de 70 cefeidas e determinou uma distância para M31 de ~ 2.450.000 anos-luz. Este último é corroborado por um novo estudo de Contreras Ramos et al. 2013 (d ~ 2.540.000 ly), cuja estimativa de distância dependia de dados para estrelas em um aglomerado globular M31.
Instrumentos e telescópios de primeira classe são necessários para obter medições confiáveis de estrelas em galáxias a aproximadamente 3.000.000 milhões de anos-luz de distância. Gieren et al. utilizaram o instrumento Very Large Telescope (Yepun) de 8,2 m, mostrado abaixo, enquanto Riess e Contreras Ramos et al. analisou observações do Telescópio Espacial Hubble. Riess et al. adquiriu imagens do M31 por meio da nova câmera de campo amplo 3, que substituiu a câmera de campo amplo e planetária 2 ("A câmera que salvou o Hubble“) Durante a famosa missão de manutenção de 2009.
Os novos resultados marcam o culminar de um século de esforço destinado a garantir distâncias precisas para os parentes espirais locais do Galaxy (M31 e M33). No entanto, o deslocamento entre Planck e certas determinações da constante de Hubble baseadas em Cefeida / SN exige que a pesquisa continue para identificar incertezas associadas aos métodos.
O Gieren et al. as descobertas foram aceitas para publicação no Astrophysical Journal (ApJ) e uma pré-impressão está disponível no arXiv. Tanto Riess quanto Contreras Ramos et al. estudos também são publicados na ApJ. O leitor interessado que desejar informações adicionais sobre a escala de distância cósmica e as Cefeidas encontrará os seguintes recursos pertinentes: o artigo da AAVSO sobre Delta Cephei (o xará da classe das variáveis cefeidas), Freedman e Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969, o banco de dados extragalático da NASA / IPAC, as estrelas de Miss Johnson de G. Johnson: a história não contada da mulher que descobriu como medir o universo, a partida de D. Fernie para o universo: astrônomos e suas descobertas, a escala de distância cefeida de Nick Allen : Uma história, cefeidas clássicas de D. Turner, após 228 anos de estudo, J. Percy Understanding Variable Stars.
