M31 e M33 sono due delle galassie a spirale più vicine e possono costituire la base per determinare le distanze da galassie a spirale più remote e limitare la velocità di espansione dell'Universo (la costante di Hubble). Da qui la rilevanza e l'importanza di numerosi nuovi studi che hanno utilizzato dati nel vicino infrarosso per stabilire distanze solide per M31 (Andromeda) e M33 (Triangulum) (ad esempio, Gieren et al. 2013), e miravano a ridurre le incertezze esistenti legate ai parametri fondamentali per quelle galassie. In effetti, le distanze affidabili per M31 e M33 sono particolarmente importanti alla luce della nuova stima della costante di Hubble dal satellite Planck, che è compensata rispetto ad alcuni altri risultati, e tale differenza ostacola gli sforzi per accertare la natura dell'energia oscura (la forza misteriosa teorizzata come causa dell'espansione accelerata dell'Universo).
Gieren et al. ha osservato che "un certo numero di nuove determinazioni della distanza verso M33 ... abbracciano un intervallo sorprendentemente ampio ... il che è motivo di grave preoccupazione. Come seconda galassia a spirale più vicina, un'accurata determinazione della distanza di [M33 "è un passo cruciale nel processo di costruzione della scala della distanza cosmica". Per quanto riguarda M31, Riess et al. Anche il 2012 ha osservato che "M31, il più vicino analogo della Galassia della Via Lattea, ha a lungo fornito importanti indizi per comprendere la scala dell'Universo.“
I nuovi Gieren e Riess et al. le distanze si basano su osservazioni nel vicino infrarosso, che sono pertinenti perché le radiazioni provenienti da quella parte dello spettro elettromagnetico sono meno sensibili dei dati ottici all'assorbimento da parte della polvere situata lungo la nostra linea di vista (vedere la figura seguente). La corretta considerazione dell'impatto della polvere è un problema principale nel lavoro su scala delle distanze cosmiche, poiché fa apparire più deboli gli obiettivi. “ipotesi diverse su [oscuramento della polvere] sono una fonte primaria per le discrepanze tra le varie determinazioni della distanza per M33.”Ha osservato Gieren et al., E lo stesso vale per la distanza da M31 (vedi Riess et al.).
The Gieren e Riess et al. le distanze da M33 e M31, rispettivamente, sono state dedotte dalle osservazioni di Cefeidi. I cefeidi sono una classe di stelle variabili che presentano periodiche variazioni di luminosità (pulsano radialmente). I cefeidi possono essere usati come indicatori di distanza perché il loro periodo di pulsazione e la luminosità media sono correlati. Quella relazione fu scoperta da Henrietta Leavitt nei primi anni del 1900. Di seguito viene presentata una relazione pseudo periodo-luminosità derivata per i cefeidi M31.
Gieren et al. osservò 26 Cefeidi in M33 e stabilì una distanza di ~ 2.740.000 anni luce. Il team ha aggiunto che "Come il primo moderno studio cefalide nel vicino infrarosso [di] M33 da ... circa 30 anni ... consideriamo questo lavoro come atteso da tempo ..."Gli astronomi citano spesso le distanze dagli oggetti negli anni luce, il che definisce il tempo necessario affinché la luce emessa dalla sorgente raggiunga l'osservatore. Nonostante la velocità (finita) della luce sia di 300.000.000 m / s, i raggi devono attraversare distanze "astronomiche". Guardare nello spazio offre l'opportunità unica di scrutare indietro nel tempo.
Le distanze da M33 mostrate di seguito trasmettono punti fondamentali nell'evoluzione della conoscenza dell'umanità. La dispersione vicino agli anni '20 deriva in parte da un dibattito sul fatto che la Via Lattea e l'Universo siano sinonimi. In altre parole, esistono galassie oltre la Via Lattea? L'argomento è immortalato nel famoso grande dibattito (1920) con H. Shapley e H. Curtis (quest'ultimo ha sostenuto una scala extragalattica). L'offset tra i dati pre-1930 e post-1980 risulta in parte da un aumento quasi doppio della scala della distanza cosmica riconosciuta intorno al 1950 (vedi anche Feast 2000). È anche evidente la dispersione associata alle distanze post-1980, che rafforza semplicemente l'importanza delle nuove stime di distanza ad alta precisione.
Riess et al. ottenuto dati per circa 70 Cefeidi e determinato una distanza per M31 di ~ 2.450.000 anni luce. Quest'ultimo è corroborato da un nuovo studio di Contreras Ramos et al. 2013 (d ~ 2.540.000 ly), la cui stima della distanza si basava sui dati per le stelle in un ammasso globulare M31.
Strumenti e telescopi di prima classe sono necessari per ottenere misurazioni affidabili delle stelle nelle galassie a circa 3.000.000 milioni di anni luce di distanza. Gieren et al. utilizzato lo strumento Very Large Telescope (Yepun) di 8,2 m mostrato di seguito, mentre Riess e Contreras Ramos et al. ha analizzato le osservazioni del telescopio spaziale Hubble. Riess et al. acquisito immagini di M31 tramite la nuova Wide-field Camera 3, che ha sostituito la Wide-field e la Planetary Camera 2 ("La fotocamera che ha salvato Hubble“) Durante la famosa missione di manutenzione del 2009.
I nuovi risultati segnano il culmine di un secolo di sforzi volti a garantire distanze precise per i parenti a spirale locali della nostra Galassia (M31 e M33). Tuttavia, l'offset tra Planck e alcune determinazioni basate su Cepheid / SN della costante di Hubble richiede che la ricerca continui per identificare le incertezze associate ai metodi.
The Gieren et al. i risultati sono stati accettati per la pubblicazione sull'Astrophysical Journal (ApJ) e una prestampa è disponibile su arXiv. Sia Riess che Contreras Ramos et al. gli studi sono anche pubblicati in ApJ. Il lettore interessato che desidera ulteriori informazioni sulla scala della distanza cosmica e Cefeidi troverà pertinenti le seguenti risorse: l'articolo di AAVSO su Delta Cephei (l'omonimo della classe di variabili Cefeide), Freedman & Madore (2010), Tammann & Reindl 2012, Fernie 1969, il database extragalattico NASA / IPAC, Miss Leavitt's Stars di G. Johnson: la storia non raccontata della donna che ha scoperto come misurare l'universo, D. Fernie sta salpando per l'Universo: gli astronomi e le loro scoperte, la scala delle distanze cefaliche di Nick Allen : Una storia, i cefeidi classici di D. Turner dopo 228 anni di studio, le stelle variabili di J. Percy.
