Astronomiczna linijka

Na podstawie danych dostarczonych przez polski projekt OGLE badacze ustalili dokładną odległość do Wielkiego Obłoku Magellana. Między- narodowy zespół pracował pod kierunkiem prof. Grzegorza Pietrzyńskiego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

To ważne odkrycie, bo dystans dzielący Ziemię od tej galaktyki uznawany jest za miarę odległości we Wszechświecie. W astronomii pełni podobną funkcję jak wzorzec metra z Sèvres w fizyce. Wyniki pracy publikuje „Nature" w dzisiejszym wydaniu.

Pulsujące gwiazdy

– Pomiar ten pozwala nam dokładnie skalibrować „kosmiczną linijkę" – wyjaśnia prof. Pietrzyński, główny autor pracy w „Nature". – Precyzyjnie wyznaczyć słynną stałą Hubble'a z dokładnością około 3 proc.

Od czasu odkrycia rozszerzania się Wszechświata dokładne określenie stałej Hubble'a jest uważane za jedno z najważniejszych wyzwań astrofizyki. Stała ta definiuje tempo tej ekspansji. Dokładna jej znajomość powinna nas też przybliżyć do odkrycia natury zagadkowej ciemnej energii, która stanowi ok. 75 proc. energii Wszechświata.

Skalę Wszechświata astronomowie badają, mierząc odległości do bliskich obiektów, a następnie używają ich mierników do ustalenia coraz większych dystansów w kosmosie. A ten łańcuch jest na tyle dokładny, na ile dokładne jest jego najsłabsze ogniwo. Gwiazdy Wielkiego Obłoku Magellana (LMC) są wykorzystywane do kalibrowania skali odległości dla dalej położonych galaktyk. Do tej pory wyznaczanie dokładnej odległości do tej jednej z najbliższych galaktyk względem Drogi Mlecznej okazywało się trudne.

– Dlatego ta odległość jest tak istotna dla astrofizyki – objaśnia prof. Pietrzyński. – W literaturze naukowej można znaleźć ponad 500 wyznaczeń odległości do Wielkiego Obłoku Magellana. Najbardziej wiarygodne mają dokładność rzędu 10 proc.

Staranne obserwacje gwiazdy podwójnej rzadkiego typu pozwoliły zespołowi na wydedukowanie znacznie bardziej precyzyjnej miary odległości do Wielkiego Obłoku Magellana: jest on oddalony od nas dokładnie o 163 tys. lat świetlnych.

– Astronomowie od setki lat próbowali dokładnie zmierzyć odległość tej galaktyki i okazywało się to niezmiernie trudnym zadaniem – powiedział Wolfgang Gieren z Universidad de Concepción w Chile, współautor pracy w „Nature". – Udało nam się rozwiązać ten problem, uzyskując dokładność 2 proc.

Poprawki w wyznaczaniu odległości do Wielkiego Obłoku Magellana pozwalają lepiej określić odległość do wielu Cefeid. Te jasne, pulsujące gwiazdy są wykorzystywane jako świece standardowe do mierzenia większych odległości i wyznaczania tempa rozszerzania się Wszechświata. Im dokładniej wyznaczona odległość do Wielkiego Obłoku Magellana, tym mniejsze niedokładności w pomiarach nawet najodleglejszych galaktyk.

Dystans do Wielkiego Obłoku Magellana astronomowie wyznaczyli, obserwując rzadką bliską parę gwiazd, znanych jako układ podwójny zaćmieniowy. Gdy gwiazdy te okrążają się nawzajem, przechodzą jedna przed drugą, a cały układ pulsuje w określony sposób.

Chilijski ślad

Analiza danych kilkudziesięciu milionów gwiazd z Wielkiego Obłoku Magellana zebranych w ramach polskiego projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) w Obserwatorium UW w Las Campanas pozwoliła wyłuskać inne układy zaćmieniowe złożone z olbrzymich chłodnych gwiazd (30 razy większych od Słońca), krążących wokół wspólnego środka masy. Te gwiazdy okazały się dostatecznie jasne, aby wykonać dla nich konieczne pomiary. Program OGLE od lat realizowany jest przez Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego pod kierownictwem prof. Andrzeja Udalskiego.