Pressemeddelelse

Universet måles mere korrekt end nogensinde før

Nye resultater fastsætter afstanden til vores nabogalakse

6. marts 2013

Efter næsten et årti med omhyggelige observationer, har et internationalt hold af astronomer målt afstanden til vores nabogalakse, den Store Magellanske sky, mere tydeligt end nogensinde før. Denne nye måling vil også forbedre vores viden om Universets udvidelses-hastighed – Hubblekonstanten – og dette er et afgørende skridt mod forståelse af det mystiske mørke energi, der er skyld i at Universet udvider sig accelererende. Holdet brugte teleskoper på ESOs La Silla-observatorium i Chile, sammen med andre omkring på kloden. Disse resultater kan ses i 7. marts 2013 udgaven af journalen Nature.

Astronomer undersøger Universets skala ved først at måle afstanden til objekter tæt på os og så bruge disse som standard lyskilder til at finde afstanden længere og længere ude i kosmos. Men denne kæde er kun så stærk som det svageste led. Indtil nu har det vist sig at være svært at finde en nøjagtig afstand til den Store Magellanske sky (LMC), en af de nærmeste galakser på Mælkevejen. Da stjernerne i denne galakse bliver brugt til at finde skala-afstanden til flere fjerntliggende galakser, er dette utroligt vigtigt. 

Men nøje observationer af en sjælden slags dobbelt stjerne har allerede givet astronomerne mulighed for at udlede en meget mere præcis værdi for afstanden til LMC: 163.000 lysår.

”Jeg er meget begejstret, fordi astronomer har i hundrede år prøvet nøjagtigt at måle afstanden til den Store Magellanske Sky, og det har vist sig utroligt svært at gøre,” siger Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Chile), der er en af holdets ledere. ”Nu har vi løst dette problem ved beviseligt at have et resultat der er nøjagtigt ned til 2 %."

Forbedringerne i målingerne af afstanden til den Store Magellanske Sky, giver også bedre afstande til mange cepheide-variabel stjerner [2]. Disse klare pulserende stjerner bliver brugt som standard lyskilder til at måle afstandene ud til mere fjerne galakser, og til at bestemme med hvilken hurtighed universet udvider sig – Hubblekonstanten. Dette er til gengæld basis for at kortlægge universet ud til de fjerneste galakser der kan ses med nutidige teleskoper. Så den mere nøjagtige afstand til den Store Magellanske Sky vil med det samme formindske usikkerheden i nuværende målinger af kosmologiske afstande.

Astronomerne fandt ud af afstanden til den Store Magellanske Sky ved at observere sjældne nære stjernepar, der kaldes formørkelsesvariable [3]. Når disse stjerner kredser om hinanden, vil de passere ind foran hinanden. Når dette sker, set fra Jorden, vil den totale lysstyrke falde, både når den ene stjerne passerer foran den anden, og med en anden mængde når den passere bagved [4].

Ved at følge disse ændringer i lysstyrke meget omhyggeligt, og også måle stjernernes omløbshastighed, er det muligt at finde ud af hvor store stjernerne er, deres masse og anden information omkring deres kredsløb. Når dette kombineres med omhyggelige målinger af den totale lysstyrke og stjernernes farve [5], kan utroligt nøjagtige afstande findes.

Denne metode har været brugt før, men med varme stjerner. Dog bliver man i dette tilfælde, nødt til at gøre sig bestemte antagelser, og disse afstande er ikke så nøjagtige som ønsket. Men nu, for første gang, blev otte ekstremt sjældne formørkelsesvariable, hvor begge stjerner er kolde røde kæmpestjerner, identificeret [6]. Disse stjerner er blevet studeret meget grundigt og giver en meget mere nøjagtig værdi for afstanden – nøjagtig til omkring 2 %.

”ESO leverede den perfekte samling af teleskoper og instrumenter til de nødvendige observationer til dette projekt: HARPS til ekstremt nøjagtige radialhastigheds af relativt svage stjerner, og SOFI til præcise målinger af hvor klare stjernerne så ud i infrarødt-lys,” tilføjer GrzeGorz Pietryński (Universidad de Concepción, Chile og Warsaw University Observatory, Polen), hovedforfatter på den nye Nature artikel. 

”Vi arbejder på at forbedre vores metode yderligere og håber på at have en 1 % LMC afstand om meget få år fra nu. Dette har vidtrækkende konsekvenser ikke blot for kosmologi, men for mange felter indenfor astrofysik,” konkluderer Dariusz Graczyk, den anden forfatter på Nature artiklen.

Noter

[1] Standard lyskilder er objekter hvor lysstyrken kendes. Ved at observere hvor klare sådanne objekter ser ud, kan astronomerne finde deres afstande – mere fjerne objekter synes svagere. Eksempler af sådanne standardlyskilder er cepheide-variable. [2] og Type Ia supernovaer. Den store vanskellighed er at kalibrere skalaafstanden, ved at finde relativt ens eksempler af objekter, hvor afstanden kan bestemmes på andre måder.

[2] Cepheide-variable er klare ustabile stjerner, der pulserer og varierer i lysstyrke. Men der er en meget klart forhold mellem hvor hurtigt de ændrer sig og hvor klare de er. Cepheide-variable der pulserer hurtigere er svagere end dem der pulserer langsommere. Denne periodiske lysstyrke forhold gør det muligt at bruge dem som standard lyskilder til at måle afstandene til nærtliggende galakser.

[3] Dette arbejde er del af det langvarige Araucaria Project for at forbedre afstandsmålingerne til nærtliggende galakser. 

[4] Den nøjagtige lysvariation afhænger af den relative stjernestørrelse, deres temperatur og farve, og kredsløbets detaljer.

[5] Farverne måles ved at sammenligne stjernernes lysstyrke ved forskellige nær-infrarøde bølgelængder.

[6] Disse stjerner blev fundet ved at kigge på de 35 millioner LMC stjerner der blev studeret af OGLE projektet.

Mere information

Denne forskning blev præsenteret i artiklen ”An ecliptic binary distance to the Large Magellanic Cloud accurate to 2 per cent”, af G. Pietryński, og vil forekomme den 7 marts 2013 udgave af journalen Nature.

The team is composed of G. Pietrzyński (Universidad de Concepción, Chile; Warsaw University Observatory, Polen), D. Graczyk (Universidad de Concepción), W. Gieren (Universidad de Concepción), I. B. Thompson (Carnegie Observatories, Pasadena, USA), 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, Rom, Italien; INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), P. G. Prada Moroni (Università di Pisa, Italien; INFN, Pisa, Italien), S. Villanova (Universidad de Concepción ), N. Nardetto (Laboratoire Fizeau, UNS/OCA/CNRS, Nice, Frankrig),  F. Bresolin (Institute for Astronomy, Hawaii, USA), R. P. Kudritzki (Institute for Astronomy, Hawaii, USA), J. Storm (Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam, Tyskland), A. Gallenne (Universidad de Concepción), R. Smolec (Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Warsaw, Polen), D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Vatican Observatory, Italien), 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, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel i Nature
• Billeder af HARPS/3.6m
• Billeder af NTT
• Billeder taget med SOFI

Kontakter

Grzegorz Pietrzyński
Universidad de Concepción
Chile
Tel: +56 41 220 7268
Mobil: +56 9 6245 4545
E-mail: pietrzyn@astrouw.edu.pl

Wolfgang Gieren
Universidad de Concepción
Chile
Tel: +56 41 220 3103
Mobil: +56 9 8242 8925
E-mail: wgieren@astro-udec.cl

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1311 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.