ด้วยการใช้ดาวแปรแสงเซเฟอิดยักษ์ที่หายากในฐานะนักสังเกตการณ์เอกภพนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการวัดระยะทางไปยังวัตถุสามครั้งที่ไกลออกไปในอวกาศมากกว่าที่เคยเป็นมาก่อนหน้านี้ แต่นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่จะใช้“ ระยะเวลายาวนานพิเศษ” (ULP) ตัวแปรเซเฟอิดเป็นบีคอนเพื่อวัดระยะทางมากถึง 300 ล้านปีแสงและอื่น ๆ
Jonathan Cepheids คลาสสิกมีความสว่าง แต่กว่า 100 ล้านปีแสงจากโลกสัญญาณของพวกมันก็หายไปในหมู่ดาวฤกษ์สว่าง ๆ โจนาธานเบิร์ดนักศึกษาปริญญาเอกสาขาดาราศาสตร์ที่รัฐโอไฮโอกล่าวถึงการค้นพบของเขาในการประชุม
แต่ ULP เป็นคลาส Cepheid ที่หายากและสว่างเป็นพิเศษซึ่งเต้นช้ามาก
นักดาราศาสตร์ยังคงใช้เวลานานว่าเซเฟอิดส์ ULP ไม่ได้พัฒนาแบบเดียวกับเซเฟอิดส์อื่น ๆ อย่างไรก็ตามในการศึกษานี้นักดาราศาสตร์พบหลักฐานแรกของเซเฟอิด ULP ที่พัฒนาขึ้นในลักษณะเดียวกับเซเฟอิดส์คลาสสิก
มีวิธีการหลายวิธีในการคำนวณระยะทางกับดาวและนักดาราศาสตร์มักจะต้องรวมวิธีการต่างๆเพื่อวัดระยะทางโดยอ้อม การเปรียบเทียบปกติคือบันไดโดยวิธีการใหม่แต่ละครั้งจะสูงกว่าอีกขั้น ในแต่ละขั้นตอนใหม่ของบันไดระยะทางจักรวาลความผิดพลาดจะเพิ่มขึ้นลดความแม่นยำของการวัดโดยรวม ดังนั้นวิธีใดวิธีหนึ่งที่สามารถข้ามขั้นบันไดได้เป็นเครื่องมืออันล้ำค่าสำหรับการตรวจสอบเอกภพ
Krzysztof Stanek ศาสตราจารย์ดาราศาสตร์แห่งรัฐโอไฮโอได้ใช้เทคนิคการตรวจวัดโดยตรงในปี 2549 เมื่อเขาใช้แสงที่เกิดขึ้นจากระบบดาวคู่ในกาแลคซี M33 เพื่อวัดระยะทางสู่กาแลคซีนั้นเป็นครั้งแรก M33 คือ 3 ล้านปีแสงจากโลก
เทคนิคใหม่นี้ใช้เซเฟอิดส์ ULP แตกต่างกัน มันเป็นวิธีทางอ้อม แต่การศึกษาเบื้องต้นนี้แสดงให้เห็นว่าวิธีนี้ใช้ได้ผลกับกาแลคซีที่อยู่ไกลกว่า M33 มาก
“ เราพบเซเฟอิดส์ระยะยาวมากเป็นเครื่องบ่งชี้ระยะทางที่ทรงพลัง เราเชื่อว่าพวกเขาสามารถให้การวัดระยะทางจากดาวฤกษ์โดยตรงครั้งแรกกับกาแลคซีในช่วง 50-100 ล้านพิกเซล (150 ล้าน - 326 ล้านปีแสง) และดีกว่านั้น” Stanek กล่าว
เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วนักวิจัยไม่ได้สังเกตเซเฟอิดระยะยาวเป็นพิเศษจึงมีบางส่วนในบันทึกทางดาราศาสตร์ สำหรับการศึกษาครั้งนี้ Stanek, Bird และ Ohio นักศึกษาปริญญาเอก Jose Prieto ได้ทำการเปิดเซเฟอิดส์ ULP 18 ตัวจากวรรณคดี
แต่ละแห่งตั้งอยู่ในกาแลคซีใกล้เคียงเช่นเมฆแมเจลแลนเล็ก ระยะทางของกาแลคซีใกล้เคียงเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงใช้ความรู้นั้นในการปรับระยะห่างจากเซเฟอิดส์ ULP
พวกเขาพบว่าพวกเขาสามารถใช้เซเฟอิดส์คาบยาวมากเพื่อหาระยะทางโดยมีข้อผิดพลาด 10-20 เปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นอัตราปกติของวิธีอื่น ๆ ที่ประกอบกันเป็นบันไดระยะจักรวาล
“ เราหวังว่าจะลดข้อผิดพลาดดังกล่าวเนื่องจากผู้คนจำนวนมากรับทราบเซเฟอิดส์ ULP ในการสำรวจดาวฤกษ์ของพวกเขา” เบิร์ดกล่าว “ สิ่งที่เราแสดงมาจนถึงตอนนี้ก็คือวิธีการทำงานในหลักการและผลลัพธ์ก็น่ายินดี”
เบิร์ดอธิบายว่าทำไมนักดาราศาสตร์จึงไม่สนใจเซเฟอิดส์คาบยาวมาก
เซเฟอิดส์ระยะสั้นผู้ที่สว่างและสลัวทุกสองสามวันทำเครื่องหมายระยะห่างที่เหมาะสมในอวกาศเพราะช่วงเวลาของพวกเขาเกี่ยวข้องโดยตรงกับความสว่าง - และนักดาราศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลความสว่างนั้นเพื่อคำนวณระยะทาง Polaris ดาวเหนือเป็นเซเฟอิดที่รู้จักกันดีและคลาสสิก
แต่นักดาราศาสตร์มักคิดว่าเซเฟอิดส์คาบยาวมากซึ่งสว่างและสลัวตลอดสองสามเดือนหรือนานกว่านั้นไม่เชื่อฟังความสัมพันธ์นี้ พวกมันมีขนาดใหญ่และสว่างกว่าเซเฟอิดทั่วไป ในความเป็นจริงมันมีขนาดใหญ่กว่าและสว่างกว่าดาวส่วนใหญ่ ในการศึกษานี้เซเฟอิดส์เซพิดิด 18 ดวงมีขนาดตั้งแต่ 12-20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ของเรา
ความสว่างทำให้พวกมันเป็นตัวทำเครื่องหมายระยะห่างได้ดี Stanek กล่าว เซเฟอิดส์ทั่วไปนั้นมองเห็นได้ยากในกาแลคซีไกลโพ้นเนื่องจากแสงของพวกมันกลมกลืนกับดาวอื่น ๆ เซเฟอิดส์ ULP สว่างเพียงพอที่จะโดดเด่น
นักดาราศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าเซเฟอิดส์คาบยาว ULP ไม่ได้พัฒนาแบบเดียวกับเซเฟอิดส์อื่น ๆ อย่างไรก็ตามในการศึกษานี้ทีมรัฐโอไฮโอพบหลักฐานแรกของเซเฟอิด ULP ที่พัฒนาขึ้นตามเซเฟอิดแบบดั้งเดิมมากกว่า
เซเฟอิดแบบคลาสสิกจะร้อนขึ้นและเย็นลงกว่าเดิมหลายเท่า ในระหว่างนั้นชั้นนอกของดาวนั้นไม่เสถียรซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความสว่าง เซเฟอิดส์ของ ULP มีความคิดที่จะผ่านช่วงเวลาของความไม่มั่นคงนี้เพียงครั้งเดียวและไปในทิศทางเดียว - จากร้อนไปเย็น
แต่เมื่อนักดาราศาสตร์รวบรวมข้อมูลจากส่วนต่าง ๆ ของวรรณคดีสำหรับการศึกษานี้พวกเขาค้นพบเซเฟอิดส์หนึ่งในดาวดวงหนึ่งในเมฆแมเจลแลนขนาดเล็กที่เรียกว่า HV829 กำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม
สี่สิบปีที่ผ่านมา HV829 กะพริบทุก ๆ 87.6 วัน ตอนนี้มันกะพริบทุก ๆ 84.4 วัน อีกสองการวัดที่พบในวรรณคดียืนยันว่าช่วงเวลานั้นหดตัวลงอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาซึ่งบ่งชี้ว่าดาวนั้นกำลังหดตัวและร้อนขึ้น
นักดาราศาสตร์สรุปว่าเซเฟอิดส์คาบยาวมากอาจช่วยนักดาราศาสตร์ไม่ได้วัดเอกภพเท่านั้น แต่ยังได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการที่ดาวมวลสูงมากวิวัฒนาการ
บางส่วนของรายงานเหล่านี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ในเดือนเมษายน 2009 เนื่องจากบทความดังกล่าวถูกเขียนขึ้นนักดาราศาสตร์รัฐโอไฮโอจึงเริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์กล้องส่องทางไกลขนาดใหญ่ในทูซอนรัฐแอริโซนาเพื่อหาเซเฟอิดส์คาบยาวมากขึ้น Stanek กล่าวว่าพวกเขาพบผู้สมัครที่ดีเพียงไม่กี่คนในกาแล็คซี่ M81 แต่ผลลัพธ์เหล่านั้นยังไม่ได้รับการยืนยัน
แหล่งที่มา: AAS, มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ
