M31 و M33 هما من أقربهما حلزوني المجرات ، ويمكن أن تشكل الأساس لتحديد المسافات إلى المزيد من المجرات الحلزونية البعيدة وتقييد معدل تمدد الكون ( ثابت هابل ). ومن هنا أهمية وأهمية العديد من الدراسات الجديدة التي استخدمت قريب من الأشعة تحت الحمراء بيانات لتحديد مسافات صلبة لـ M31 (أندروميدا) و M33 (مثلث) (على سبيل المثال ، جيرين وآخرون. 2013 ) ، ويهدف إلى تقليل حالات عدم اليقين الحالية المرتبطة بالمعايير الأساسية لتلك المجرات. في الواقع ، تعتبر المسافات الموثوقة لـ M31 و M33 مهمة بشكل خاص في ضوء تقدير ثابت هابل الجديد من القمر الصناعي بلانك ، والتي يتم تعويضها بالنسبة إلى بعض النتائج الأخرى ، وهذا الاختلاف يعيق الجهود المبذولة للتأكد من طبيعة الطاقة المظلمة (القوة الغامضة التي يُنظر إليها على أنها تسبب تمدد الكون المتسارع).
جيرين وآخرون. لاحظ أن ، 'عدد من تحديدات المسافة الجديدة إلى M33 ... يمتد على فاصل كبير بشكل مدهش ... وهو سبب للقلق الشديد. باعتبارها ثاني أقرب مجرة حلزونية ، فإن التحديد الدقيق لمسافة [M33] يعد خطوة حاسمة في عملية بناء سلم المسافة الكونية . 'بشأن M31 ، ريس وآخرون. 2012 وبالمثل لاحظ أن 'لطالما قدم M31 ، وهو أقرب نظير لمجرة درب التبانة ، أدلة مهمة لفهم مقياس الكون.'
الجديد النسور و ريس وآخرون. المسافات على أساس قريب من الأشعة تحت الحمراء الملاحظات ، ذات الصلة لأن الإشعاع الصادر عن هذا الجزء من المجال الكهرومغناطيسي أقل حساسية من البيانات الضوئية لامتصاصها بواسطة الغبار الموجود على طول خط الرؤية لدينا (انظر الشكل أدناه). يعد الحساب الصحيح لتأثير الغبار مشكلة رئيسية في عمل مقياس المسافات الكوني ، لأنه يجعل الأهداف تبدو باهتة. 'الافتراضات المختلفة حول [حجب الغبار] هي مصدر رئيسي للاختلافات بين تحديدات المسافة المختلفة لـ M33.' وأشار جيرين وآخرون. ، وينطبق الشيء نفسه على المسافة إلى M31 (انظر ريس وآخرون. ).
بصري و قريب من الأشعة تحت الحمراء توضح الصور كيف يحجب الغبار الضوء المنبعث من الأهداف على طول خط البصر ، وأن مستوى التعتيم موجود تعتمد على الطول الموجي . تستند المسافات الجديدة التي تم إنشاؤها لـ M31 و M33 على قريب من الأشعة تحت الحمراء الملاحظات ، التي تكون أقل حساسية لهذا التعتيم (مصدر الصورة: ألفيس وآخرون. 2001) .
ال النسور و ريس وآخرون. تم استنتاج المسافات إلى M33 و M31 ، على التوالي ، من ملاحظات سيفيدس . Cepheids هي فئة من النجوم المتغيرة التي تعرض اختلافات سطوع دورية ( ينبضون شعاعيًا ). سيفيدس يمكن استخدامها كمؤشرات للمسافة لأن فترة النبض الخاصة بها ومتوسط لمعانها مرتبطان. تم اكتشاف تلك العلاقة من قبل هنريتا ليفيت في وقت مبكر 1900s. تم اشتقاق علاقة لمعان الفترة الزائفة لـ M31 سيفيدس معروض أدناه.
جيرين وآخرون. لاحظ 26 سيفيد في M33 وأنشأ مسافة حوالي 2،740،000 سنوات ضوئية . وأضاف الفريق:كأول حديث قريب من الأشعة تحت الحمراء سيفيد دراسة [لـ] M33 منذ ... حوالي 30 عامًا ... نعتبر أن هذا العمل قد تأخر كثيرًا ...غالبًا ما يستشهد علماء الفلك بالمسافات بين الأجسام الموجودة في سنوات ضوئية ، والتي تحدد الوقت اللازم للضوء المنبعث من المصدر للوصول إلى المراقب. على الرغم من أن سرعة الضوء (المحدودة) تبلغ 300.000.000 م / ث ، يجب أن تعبر الأشعة مسافات 'فلكية'. يتيح التحديق في الفضاء للشخص فرصة فريدة للنظر إلى الوراء في الزمن.
توجد علاقة بين أ سيفيد تغيرات السطوع الدورية ومتوسط لمعانها. يستخدم علماء الفلك هذا الاتجاه ، الذي تم اكتشافه في أوائل القرن العشرين هنريتا ليفيت ، لتحديد مسافات لاستضافة المجرات سيفيدس . في الشكل أعلاه ، يتميز المحور الأفقي بفترة النبض ، ويحدد المحور الرأسي وكيلًا للسطوع (ائتمان الصورة: التين 2 من Riess et al. و arXiv / أبج).
المسافات إلى M33 الموضحة أدناه تنقل النقاط الأساسية في تطور المعرفة البشرية. نشأ الانتثار بالقرب من عشرينيات القرن الماضي جزئيًا من الجدل حول ما إذا كانت مجرة درب التبانة والكون مترادفين. بمعنى آخر ، هل توجد المجرات خارج مجرة درب التبانة؟ الموضوع خلد في المشهور جدل كبير (1920) يضم H. Shapley و H. Curtis (جادل الأخير لمقياس خارج المجرة). ينتج الإزاحة بين بيانات ما قبل عام 1930 وما بعد عام 1980 جزئيًا من ما يقرب من ضعفين في مقياس المسافة الكونية المعترف به حوالي عام 1950 (أنظر أيضا عيد 2000) . ومن الواضح أيضًا أن التشتت المرتبط بمسافات ما بعد 1980 ، الأمر الذي يعزز فقط أهمية التقديرات الجديدة عالية الدقة للمسافات.
ريس وآخرون. الحصول على بيانات عن حوالي 70 سيفيد وحددت مسافة M31 من ~ 2،450،000 سنوات ضوئية . تم تأكيد هذا الأخير من خلال دراسة جديدة بواسطة كونتريراس راموس وآخرون. 2013 (d ~ 2،540،000 لي) ، التي اعتمد تقدير المسافة الخاصة بها على بيانات النجوم في M31 الكتلة الكروية .
مجموعة فرعية من المسافات المستخلصة لـ M33 ، كما تم تجميعها من التقديرات الواردة في قاعدة بيانات NASA / IPAC خارج المجرات ( ستير ومادور ). على المحور الرأسي المسافة إلى المجرة بوحدات سنوات ضوئية ، ويتم الاستشهاد بالسنة على المحور الأفقي. يشير السهم الأحمر والمرجع الأسود إلى الجديد قريب من الأشعة تحت الحمراء المسافة القائمة من جيرين وآخرون. (رصيد الصورة: DM).
هناك حاجة إلى أدوات وتلسكوبات من الدرجة الأولى للحصول على قياسات موثوقة للنجوم في المجرات التي تقارب 3،000،000 مليون سنوات ضوئية بعيدا. جيرين وآخرون. استخدم أداة التلسكوب الكبير جدًا (Yepun) التي يبلغ قطرها 8.2 مترًا الموضحة أدناه ، بينما ريس و كونتريراس راموس وآخرون. تحليل الملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي . ريس وآخرون. حصلت على صور M31 عبر الجديد كاميرا واسعة المجال 3 ، التي حلت محل الكاميرا ذات المجال العريض والكاميرا الكوكبية 2 (' الكاميرا التي أنقذت هابل ') أثناء ال مهمة الخدمة الشهيرة لعام 2009 .
تمثل النتائج الجديدة تتويجًا لجهود قرن من الزمان تهدف إلى تأمين مسافات دقيقة لأقارب مجرتنا الحلزونيين المحليين (M31 و M33). لكن، الإزاحة بين بلانك وبعض التحديدات المستندة إلى Cepheid / SN لثابت هابل تتطلب أن يستمر البحث من أجل تحديد أوجه عدم اليقين المرتبطة بالطرق.
جيرين وآخرون. استخدم التلسكوب الكبير جدًا (Yepun) الذي يبلغ قطره 8.2 مترًا لتصوير النجوم في M33 ، واستنتاج المسافة إلى تلك المجرة (الصورة من: G. Hüdepohl / الذي - التي ).
ال جيرين وآخرون. تم قبول النتائج للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية (ApJ) ، وهناك نسخة أولية متاحة على arXiv . كلا ال ريس و كونتريراس راموس وآخرون. يتم نشر الدراسات بالمثل في ApJ. سيجد القارئ المهتم الذي يرغب في الحصول على معلومات إضافية حول مقياس المسافة الكونية والقيفانيات الموارد التالية ذات صلة: مقالة AAVSO على Delta Cephei (اسم فئة المتغيرات Cepheid) ، فريدمان ومادور (2010) و Tammann & Reindl 2012 و فيرني 1969 ، ال قاعدة بيانات NASA / IPAC خارج المجرات ، جي جونسون نجوم Miss Leavitt: القصة غير المروية للمرأة التي اكتشفت كيفية قياس الكون ، د. فيرني الإبحار للكون: علماء الفلك واكتشافاتهم ، نيك ألين مقياس المسافة Cepheid: تاريخ ، د. تيرنر Cepheids الكلاسيكية بعد 228 عامًا من الدراسة ، ج. بيرسي فهم النجوم المتغيرة .