Gökbilimciler nadiren dev bir Cepheid değişken yıldızını kozmik milemarker olarak kullanarak, uzayda mümkün olandan üç kat daha uzaktaki nesnelere mesafeleri ölçmenin bir yolunu buldular. Ancak gökbilimciler, 300 milyon ışıkyılı ve ötesine kadar olan mesafeleri ölçmek için “ultra uzun dönem” (ULP) Sefeid değişkenlerini işaret olarak kullanmanın bir yolunu buldular.
Klasik cepheidler parlaktır, ancak Pazartesi günü Amerikan Astronomi Derneği konferansında bulgularını tartışan Ohio State'teki astronomi doktora öğrencisi Jonathan Bird, Dünya'dan 100 milyon ışıkyılı ötesinde sinyallerinin kaybolduğunu söyledi.
Ancak ULP'ler, çok yavaş nabız atan nadir ve ekstra parlak bir Sefeid sınıfıdır.
Gökbilimciler de uzun zamandır ULP cepheidlerinin diğer cepheidlerle aynı şekilde gelişmediğini düşünüyorlar. Ancak bu çalışmada astronomlar, ULP cepheidinin klasik bir Sefeid ile aynı şekilde gelişen ilk kanıtını buldular.
Yıldızlara olan mesafeyi hesaplamak için çeşitli yöntemler vardır ve gökbilimciler genellikle bir mesafeyi dolaylı olarak ölçmek için yöntemleri birleştirmek zorundadır. Her zamanki benzetme bir merdivendir, her yeni yöntem bir diğerinin üzerinde daha yüksek bir basamaktır. Kozmik mesafe merdivenin her yeni basamağında, hatalar toplanır ve genel ölçümün hassasiyetini azaltır. Yani merdivenin basamaklarını atlayabilecek tek bir yöntem, evreni araştırmak için değerli bir araçtır.
Ohio State'te astronomi profesörü Krzysztof Stanek, 2006'da, o galaksiye olan mesafeyi ilk kez ölçmek için M33 galaksisinde bir ikili yıldız sisteminden çıkan ışığı kullandığında doğrudan bir ölçüm tekniği uyguladı. M33, Dünya'dan 3 milyon ışıkyılı uzaklıktadır.
ULP cepheidleri kullanan bu yeni teknik farklıdır. Dolaylı bir yöntemdir, ancak bu ilk çalışma, yöntemin M33'ten çok daha uzak olan galaksiler için işe yarayacağını göstermektedir.
“Ultra uzun dönemli cepheidlerin potansiyel olarak güçlü bir mesafe göstergesi olduğunu gördük. Galaksilere 50-100 megaparec (150 milyon - 326 milyon ışıkyılı) aralığında ve bunun ötesinde ilk doğrudan yıldız mesafeli ölçümleri sağlayabileceklerine inanıyoruz ”dedi.
Araştırmacılar genellikle ultra uzun dönemli cepheidleri not etmedikleri için astronomik kayıtlarda bunlardan az sayıda var. Bu çalışma için Stanek, Bird ve Ohio State doktora öğrencisi Jose Prieto literatürden 18 ULP cepheidini ortaya çıkardı.
Her biri Küçük Macellan Bulutu gibi yakındaki bir galakside yer alıyordu. Bu yakın gökadalara olan mesafeler iyi bilinmektedir, bu nedenle astronomlar bu bilgiyi ULP cepheidlerine olan mesafeyi kalibre etmek için kullandılar.
ULP cepheidlerini, kozmik mesafe merdivenini oluşturan diğer yöntemlere özgü bir oran olan yüzde 10-20'lik bir hata ile mesafeyi belirlemek için kullanabildiklerini buldular.
Bird, “Daha fazla insan ULP cepheidlerini yıldız anketlerinde not ettikçe bu hatayı azaltmayı umuyoruz” dedi. “Şimdiye kadar gösterdiğimiz şey, yöntemin prensipte çalışması ve sonuçların cesaret verici olması.”
Bird, astronomların neden geçmişte ULP cepheidlerini görmezden geldiğini açıkladı.
Kısa dönemli cepheidler, her birkaç günde bir aydınlanan ve loş olanlar, uzayda iyi mesafe belirteçleri yaparlar çünkü dönemleri doğrudan parlaklıkları ile ilgilidir - ve gökbilimciler bu parlaklık bilgilerini mesafeyi hesaplamak için kullanabilirler. Polaris, Kuzey Yıldızı, iyi bilinen ve klasik bir cepheiddir.
Ancak gökbilimciler her zaman birkaç ay veya daha uzun bir süre boyunca aydınlanan ve kararan ULP cepheidlerinin bu ilişkiye uymadığını düşünmüşlerdir. Tipik cepheid'den daha büyük ve daha parlaktırlar. Aslında, çoğu yıldızdan daha büyük ve daha parlaktırlar; bu çalışmada, örneğin, 18 ULP cepheidinin büyüklüğü, güneşimizin kütlesinin 12-20 katı arasında değişmektedir.
Parlaklık onları iyi mesafe işaretleri yapar, dedi Stanek. Tipik cepheidler, ışıklarının diğer yıldızlarla karıştığı için uzak galaksilerde tespit etmek daha zordur. ULP cepheidler öne çıkacak kadar parlaktır.
Gökbilimciler de uzun zamandır ULP cepheidlerinin diğer cepheidlerle aynı şekilde gelişmediğinden şüpheleniyorlar. Bununla birlikte, bu çalışmada, Ohio State ekibi, daha klasik bir cepheid gibi gelişen bir ULP cepheidinin ilk kanıtını buldu.
Klasik bir cepheid, ömrü boyunca birçok kez daha sıcak ve daha soğuk büyüyecektir. Arasında, yıldızın dış katmanları kararsız hale gelir, bu da parlaklıktaki değişikliklere neden olur. ULP cepheidlerinin bu istikrarsızlık döneminden sadece bir kez geçtiği ve sadece sıcak bir soğutucudan daha soğuk bir yöne gittiği düşünülmektedir.
Ancak gökbilimciler bu çalışma için literatürün farklı bölümlerinden verileri bir araya getirdikçe, ULP cepheidlerinden birinin - HV829 olarak adlandırılan Küçük Macellan Bulutu'nda bir yıldız - açıkça ters yönde hareket ettiğini keşfettiler.
Kırk yıl önce, HV829 her 87.6 günde bir darbeli. Şimdi her 84.4 günde bir nabız atıyor. Literatürde bulunan diğer iki ölçüm, dönemin aradaki yıllar boyunca istikrarlı bir şekilde küçüldüğünü doğrulamaktadır, bu da yıldızın kendisinin küçüldüğünü ve ısındığını gösterir.
Gökbilimciler, ULP cepheidlerinin gökbilimcilere sadece evreni ölçmekle kalmayıp aynı zamanda çok büyük yıldızların nasıl geliştiği hakkında daha fazla bilgi edindikleri sonucuna vardı.
Bu sonuçların bir kısmı Nisan 2009'da Astrophysical Journal'da rapor edilmiştir. Bu yazı yazıldığı için Ohio State astronomları daha fazla ULP cepheidleri aramak için Arizona'nın Tucson kentindeki Büyük Binoküler Teleskopu kullanmaya başladılar. Stanek, M81 galaksisinde birkaç iyi aday bulduğunu, ancak bu sonuçların henüz doğrulanmadığını söyledi.
Kaynaklar: AAS, Ohio Eyalet Üniversitesi
