เขตข้อมูลที่สังเกตใน NGC 300 เครดิตภาพ: ESO คลิกเพื่อขยาย
ดาวที่เต้นเป็นจังหวะเซเฟอิดถูกนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้ระยะทางตั้งแต่การค้นพบครั้งแรกของ Henrietta Leavitt เมื่อเกือบร้อยปีก่อน จากข้อมูลภาพถ่ายของเธอเกี่ยวกับหนึ่งในกาแลคซีเพื่อนบ้านของทางช้างเผือก, เมฆแมกเจลแลนเล็ก ๆ เธอพบว่าความสว่างของดาวเหล่านี้สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับช่วงจังหวะการเต้นของมัน
ความสัมพันธ์ระหว่างความส่องสว่างในช่วงเวลานี้เมื่อปรับเทียบแล้วจะช่วยให้สามารถกำหนดระยะทางได้อย่างแม่นยำของกาแลคซีเมื่อมีการค้นพบเซเฟอิดส์ในนั้นและรอบระยะเวลาและขนาดเฉลี่ย
ในขณะที่วิธีการเซเฟอิดไม่เอื้ออำนวยในเอกภพเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์เช่นค่าคงที่ฮับเบิลโดยตรงเซเฟอิดระยะทางไปยังกาแลคซีที่ผ่านการแก้ไขค่อนข้างใกล้เคียงได้วางรากฐานสำหรับงานดังกล่าวในอดีต บนมาตราส่วนระยะทาง Extragalactic เซเฟอิดส์เป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกในบันไดระยะเอกภพ
ปัญหาหลักในปัจจุบันของวิธีการเซเฟอิดคือการพึ่งพาโลหะของกาแลคซีซึ่งก็คือเนื้อหาของมันในองค์ประกอบที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมนั้นไม่เคยมีการวัดอย่างแม่นยำ ความยากลำบากที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งของวิธีนี้คือความจริงที่ว่าการดูดกลืนแสงของเซเฟอิดรวมไปถึงโลกและโดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณการดูดกลืนภายในกาแลคซีโฮสต์ของเซเฟอิดต้องได้รับการจัดตั้งอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด
เพื่อจัดการกับปัญหานี้ Wolfgang Gieren (มหาวิทยาลัย Concepcion ประเทศชิลี) และทีมของเขาได้วางแผนโครงการขนาดใหญ่ที่ ESO: โครงการ Araucaria เป้าหมายของมันคือการหาระยะทางสู่กาแลคซีใกล้เคียงด้วยความแม่นยำดีกว่า 5 เปอร์เซ็นต์
หนึ่งในกาแลคซีสำคัญของโครงการ Araucaria ของทีมคือกาแลคซี NGC 300 ที่สวยงามบนใบหน้าใกล้เคียงในกลุ่ม Sculptor ในการสำรวจการถ่ายภาพมุมกว้างดำเนินการที่กล้องโทรทรรศน์ ESO / MPG 2.2-m บน La Silla ในปี 1999-2000 ทีมได้ค้นพบตัวแปรเซเฟอิดมากกว่าหนึ่งร้อยตัวแปรที่ครอบคลุมช่วงกว้างในช่วงการเต้นเป็นจังหวะ รูปภาพของกาแลคซีและเซเฟอิดส์บางส่วนจากข้อมูลเหล่านี้ได้ถูกเผยแพร่ใน ESO Press Photos 18a-h ในปี 2545 เมื่อปีที่แล้วทีมนำเสนอระยะทางของ NGC 300 ซึ่งมาจากภาพออปติคัลเหล่านี้ในแถบ V และ I
ทีมได้เสริมชุดข้อมูลที่เป็นเอกลักษณ์นี้ด้วยข้อมูลใหม่ที่ถ่ายด้วยกล้องอินฟราเรดใกล้ ISAAC และสเปกโตรมิเตอร์บนกล้องโทรทรรศน์ 8.2T m VLT Antu ของ ESO
“ ข้อดีของระยะทางเซเฟอิดมีอยู่สามประการเมื่อใช้งานภาพที่ได้จากช่องทางใกล้อินฟราเรดแทนที่จะใช้ข้อมูลออพติคอล” Wolfgang Gieren กล่าว กำไรที่สำคัญที่สุดคือความจริงที่ว่าการดูดกลืนแสงดาวในช่วงใกล้อินฟราเรดและโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน K-band นั้นลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับผลกระทบระหว่างดวงดาวที่มีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ข้อได้เปรียบที่สองคือแสงโค้งของ Cepheid ในอินฟราเรดมีแอมพลิจูดที่มีขนาดเล็กกว่าและมีความสมมาตรมากกว่าเลนส์ออพติคอลทำให้สามารถวัดความสว่าง K-band เฉลี่ยของ Cepheid ได้เพียงไม่กี่ตัว ขั้นตอนการเต้นที่รู้จักกัน ในทางตรงกันข้ามงานทางแสงจำเป็นต้องมีการสังเกตของเส้นโค้งแสงเต็มเพื่อกำหนดขนาดเฉลี่ยที่ถูกต้อง ข้อได้เปรียบพื้นฐานที่สามในอินฟราเรดคือความไวที่ลดลงของความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลากับความเป็นโลหะและการผสมผสานกับดาวดวงอื่น ๆ
จุดประสงค์หลักประการหนึ่งของโครงการขนาดใหญ่ของทีมคือการสำรวจ Cepheids ใกล้อินฟราเรดในกาแลคซีเป้าหมายของโครงการซึ่งถูกค้นพบก่อนหน้านี้ในการสำรวจทุ่งกว้างทางแสง
ภาพที่ลึกลงไปในแถบ J และ K ของสามฟิลด์ใน NGC 300 ที่มี 16 เซเฟอิดส์ถูกถ่ายด้วย VLT / ISAAC ในปี 2003
“ ข้อมูลคุณภาพสูงช่วยให้สามารถตรวจวัดค่าเซเฟอิดส์ J- และ K- ของเซเฟอิดส์ได้อย่างแม่นยำมากจากการสำรวจ 2 ครั้งของแต่ละดาวที่ได้รับในเวลาที่ต่างกัน” Grzegorz Pietrzynski สมาชิกคนอื่นของทีมกล่าวด้วย .
การใช้ข้อมูลที่น่าทึ่งเหล่านี้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างความส่องสว่างกับช่วงเวลา “ พวกมันเป็นความสัมพันธ์ PL อินฟราเรดที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยมีมาสำหรับตัวอย่างเซเฟอิดในกาแลคซีเหนือเมฆแมกเจลแลน” วูล์ฟกังจิเอเรนกล่าว
การดูดกลืนแสง ("การทำให้แดง") ของเซเฟอิดส์ใน NGC 300 นั้นได้มาจากการรวมค่าระยะทางของกาแลคซีที่ได้รับในแถบแสงและใกล้อินฟราเรดหลายแห่งซึ่งพบ NGC 300 สิ่งนี้นำไปสู่การค้นพบว่ามีส่วนสำคัญอย่างมากต่อการทำให้สีแดงทั้งหมดจากการดูดซับภายในสู่ NGC 300 การดูดซับที่แท้จริงนี้มีผลสำคัญต่อการกำหนดระยะทาง แต่ไม่ได้นำมาพิจารณาก่อนหน้านี้
ทีมสามารถวัดระยะทางไปยัง NGC 300 ด้วยความไม่แน่นอนรวมประมาณ 3% นักดาราศาสตร์พบว่า NGC 300 อยู่ห่างออกไป 6.13 ล้านปีแสง
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
