Kids

eso1311is — Fréttatilkynning

Að mæla alheiminn nákvæmar en nokkru sinni fyrr

Nýjar niðurstöður negla niður fjarlægðina til næstu vetrarbrautar

6. mars 2013

Eftir mjög nákvæmar athuganir í nærri áratug hefur alþjóðlegum hópi stjörnufræðinga tekist að mæla fjarlægðina til nágrannavetrarbrautar okkar, Stóra Magellansskýsins, með meiri nákvæmni en nokkru sinni fyrr. Þessar nýju mælingar bæta einnig skilning okkar á útþensluhraða alheimsins — Hubblesfastanum — og markar því mikilvægt skref til betri skilnings á hulduorkunni dularfullu sem veldur síauknum útþensluhraða. Stjörnufræðingarnir notuðu sjónauka í La Silla stjörnustöð ESO í Chile og aðra sjónauka víða um heim. Greint er frá niðurstöðunum í tímaritinu Nature sem kom út þann 7. mars 2013.

Stjörnufræðingar mæla stærð alheimsins með því að finna fyrst út fjarlægðir til nálægra fyrirbæra og nota þau síðan sem staðalkerti [1] til að negla niður sífellt meiri fjarlægðir í geimnum. Þessi keðja er aftur á móti aðeins jafn nákvæm og veikasti hlekkurinn. Allt þar til nú hefur reynst örðugt að mæla nákvæmlega fjarlægðina til Stóra Magellansskýsins, einnar nálægustu vetrarbrautar við Vetrarbrautina okkar. Mjög mikilvægt er að þekkja fjarlægðir til stjarna í henni eins nákvæmlega og hægt er, því þær eru notaðar til grundvallar fjarlægðarmælinga á enn fjarlægari vetrarbrautum.

Nú hafa hins vegar nákvæmar mælingar á sjaldgæfri tegund tvístirna gert hópi stjörnufræðinga kleift að reikna út miklu áreiðanlegra gildi á fjarlægðinni til Stóra Magellansskýsins: 163.000 ljósár.

„Ég er mjög spenntur yfir þessari uppgötvun því í hundrað ár hafa stjörnufræðingar reynt að mæla nákvæmlega fjarlægðina til Stóra Magellansskýsins sem hefur gengið brösulega,“ segir Wolfgang Gleren (Universidad de Concepción í Chile) einn af forsprökkum hópsins. „Við höfum nú leyst þetta vandamál því niðurstöður okkar eru með aðeins 2% óvissu.“

Þessi bæting á mældri fjarlægð til Stóra Magellansskýsins gefur líka áreiðanlegri gildi á fjarlægðum marga breytistjarna af gerð Sefíta [2]. Sefítar eru bjartar sveiflustjörnur sem notaðar eru sem staðalkerti í fjarlægðarmælingum á vetrarbrautum og til að ákvarða útþensluhraða alheimsins — Hubblesfastann. Þetta er aftur grundvöllurinn að kortlagningu alheims út að fjarlægustu vetrarbrautum sem eru innan seilingar nútíma stjörnusjónauka. Því betur sem fjarlægðin til Stóra Magellansskýsins er þekkt, þeim mun nákvæmari eru mælingar á öðrum fjarlægðum í alheiminum.

Stjörnufræðingarnir mældu fjarlægðina til Stóra Magellansskýsins með því að fylgjast með sjaldgæfum og þéttum pörum stjarna sem kallast myrkvatvístirni [3]. Slíkar stjörnur eru á braut um hver aðra og fara því annað slagið fyrir hver aðra. Séð frá jörðinni minnkar heildarbirtan frá þeim þegar þetta gerist, bæði þegar önnur stjarnan gengur fyrir hina og líka þegar hún fer á bakvið hana, þó í minni mæli [4].

Með því að mæla birtubreytingarnar nákvæmlega sem og brautarhraða stjarnanna, er hægt að finna út stærðir og massa stjarnanna til að fá frekari upplýsinga um brautirnar. Þegar allt er tekið saman auk athugana á heildarbirtu og litum stjarnanna [5] er hægt að rekna fjarlægðirnar til þeirra mjög nákvæmlega.

Þessari aðferð hefur verið beitt áður, en á heitar stjörnur. Í þeim tilvikum þarf að gera ýmsar nálganir og eru þá niðurstöðurnar ekki eins áreiðanlegar og æskilegt er. En nú, í fyrsta sinn, hafa svona mælingar verið gerðar á átta mjög sjaldgæfum myrkvatvístirnum þar sem stjörnurnar í kerfunum eru kaldari rauðar risastjörnur [6]. Þessar stjörnur hafa verið rannsakaðar gaumgæfilega og veita miklu nákvæmara gildi á fjarlægðinni — allt niður í 2% óvissu.

„ESO hafði upp á bjóða fullkomna sjónauka og mælitæki sem verkefnið krafðist: HARPS fyrir mjög nákvæmar sjónstefnumælingar á tiltölulega daufum stjörnum og SOFI fyrir mjög nákvæmar innrauðar birtumælingar,“ segir Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción í Chile og Warsaw University Observatory í Póllandi), aðalhöfundur greinarinnar í Nature.

„Við vinnum að því frekari endurbótum á aðferð okkar og vonumst til að þekkja fjarlægðina til Stóra Magellansskýsins með allt aðeins 1% óvissu innan fáeinna ára. Þetta hefur miklar afleiðingar í för með sér, ekki aðeins fyrir heimsfræðirannsóknir, heldur mörg önnur svið stjarneðlisfræðinngar,“ segir Dariusz Graczyk, annar höfundur greinarinnar í Nature.

Skýringar

[1] Staðalkerti eru fyrirbæri með þekkt birtustig. Með því að fylgjast með því hversu bjart slíkt fyrirbæri sýnist vera á himinhvolfinu, geta stjörnufræðingar fundið út fjarlægðina til þess — fjarlægari fyrirbæri sýnast daufari. Dæmi um slík staðalkerti eru breytistjörnur af gerð Sefíta [2] og sprengistjörnur af gerð Ia. Erfitt er að finna tiltölulega nálæg dæmi um þessi fyrirbæri sem hægt er að fjarlægðarmæla með öðrum aðferðum og stilla þannig fjarlægðarkvarðann út frá þeim.

[2] Sefítar eru bjartar, óstöðugar stjörnur sem breyta birtu sinni. Greinilegt samband er milli þess hver fljótt þær breyta birtunni og hve bjartar þær eru. Sefítar sem breyta birtu sinni hratt eru daufari en þeir Sefítar sem breyta birtunni hægt. Þetta sveiflulýsilögmál gerir kleift að nota þá sem staðalkerti til að mæla fjarlægðir til nálægra vetrarbrauta.

[3] Þessi rannsókn er hluti af Araucaria verkefninu sem miðar að því að bæta mælingar á fjarlægðum til nálægra vetrarbrauta.

[4] Birtubreytingarnar eru háðar stærðum stjarnanna, hitastigi þeirra, litum og brautum þeirra.

[5] Litirnir eru mældir með því að bera saman birtustig stjarna á mismunandi nær-innrauðum bylgjulengdum.

[6] Þessar stjörnur fundist við leit í þeim 35 milljónum stjarna sem OGLE verkefnið hafði skrástt í Stóra Magellansskýinu.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni „An eclipsing binary distance to the Large Magellanic Cloud accurate to 2 per cent“ eftir G. Pietrzynski o.fl. sem birtist þann 7. mars 2013 í tímaritinu Nature.

Í rannsóknateyminu eru G. Pietrzyński (Universidad de Concepción í Chile; Warsaw University Observatory í Póllandi), D. Graczyk (Universidad de Concepción), W. Gieren (Universidad de Concepción), I. B. Thompson (Carnegie Observatories í Pasadena í Bandaríkjunum), B., Pilecki (Universidad de Concepción; Warsaw University Observatory), A. Udalski (Warsaw University Observatory), I. Soszyński (Warsaw University Observatory), S. Kozłowski (Warsaw University Observatory), P. Konorski (Warsaw University Observatory), K. Suchomska (Warsaw University Observatory), G. Bono (Università di Roma Tor Vergata í Róm á Ítalíu; INAF-Osservatorio Astronomico di Roma á Ítalíu), P. G. Prada Moroni (Università di Pisa á Ítalíu; INFN í Pisa á Ítalíu), S. Villanova (Universidad de Concepción ), N. Nardetto (Laboratoire Fizeau, UNS/OCA/CNRS í Nice í Frakklandi),  F. Bresolin (Institute for Astronomy á Hawaii í Bandaríkjunum), R. P. Kudritzki (Institute for Astronomy á Hawaii í Bandaríkjunum), J. Storm (Leibniz Institute for Astrophysics í Potsdam í Þýskalandi), A. Gallenne (Universidad de Concepción), R. Smolec (Nicolaus Copernicus Astronomical Centre í Varsjá í Póllandi), D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile í Santiago í Chile; Vatican Observatory á Ítalíu), M. Kubiak (Warsaw University Observatory), M. Szymański (Warsaw University Observatory), R. Poleski (Warsaw University Observatory), Ł. Wyrzykowski (Warsaw University Observatory), K. Ulaczyk (Warsaw University Observatory), P. Pietrukowicz (Warsaw University Observatory), M. Górski (Warsaw University Observatory), P. Karczmarek (Warsaw University Observatory).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Grzegorz Pietrzyński
Universidad de Concepción
Chile
Sími: +56 41 220 7268
Farsími: +56 9 6245 4545
Tölvupóstur: pietrzyn@astrouw.edu.pl

Wolfgang Gieren
Universidad de Concepción
Chile
Sími: +56 41 220 3103
Farsími: +56 9 8242 8925
Tölvupóstur: wgieren@astro-udec.cl

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1311.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1311is
Nafn:Large Magellanic Cloud
Tegund:• Local Universe : Star : Type : Variable : Eclipsing
• Local Universe : Galaxy : Type : Irregular
Facility:Very Large Telescope
Science data:2013Natur.495...76P

Myndir

Teikning listamanns af myrkvatvístirni
Teikning listamanns af myrkvatvístirni
Útskýring á myrkvatvístirnum
Útskýring á myrkvatvístirnum
Kort af Stóra Magellansskýinu
Kort af Stóra Magellansskýinu

Myndskeið

Þysjað inn að myrkvatvístirni í Stóra Magellansskýinu
Þysjað inn að myrkvatvístirni í Stóra Magellansskýinu
Teikning listamanns af myrkvatvístirni
Teikning listamanns af myrkvatvístirni

Sjá einnig