M31 و M33 هما من أقرب المجرات اللولبية ، ويمكنهما تشكيل الأساس لتحديد المسافات إلى مزيد من المجرات اللولبية البعيدة وتقييد معدل تمدد الكون (ثابت هابل). ومن هنا أهمية وأهمية العديد من الدراسات الجديدة التي استخدمت بيانات قريبة من الأشعة تحت الحمراء لتحديد مسافات صلبة لـ M31 (أندروميدا) و M33 (Triangulum) (على سبيل المثال ، جيرين وآخرون 2013) ، وتهدف إلى تقليل أوجه عدم اليقين الحالية المرتبطة بالمعايير الأساسية لتلك المجرات. في الواقع ، تعد المسافات الموثوقة لـ M31 و M33 مهمة بشكل خاص في ضوء تقدير ثابت هابل الجديد من القمر الصناعي بلانك ، والذي يتم تعويضه بالنسبة لبعض النتائج الأخرى ، وهذا الاختلاف يعيق الجهود للتحقق من طبيعة الطاقة المظلمة (القوة الغامضة النظرية كسبب للتوسع المتسارع للكون).
جيرين وآخرون. لاحظ أن "عدد من تحديدات المسافة الجديدة إلى M33 ... تمتد على فترة زمنية كبيرة بشكل مدهش ... وهو ما يسبب قلقاً بالغاً. وباعتبارها ثاني أقرب مجرة حلزونية ، فإن التحديد الدقيق لمسافة [M33] هو خطوة حاسمة في عملية بناء سلم المسافة الكونية ". بشأن M31 ، Riess et al. لاحظ عام 2012 بالمثل أن "لطالما قدم M31 ، وهو أقرب نظير لمجرة درب التبانة ، أدلة مهمة لفهم حجم الكون.“
الجديد Gieren and Riess et al. تستند المسافات إلى ملاحظات قريبة من الأشعة تحت الحمراء ، وهي ذات صلة لأن الإشعاع من ذلك الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي أقل حساسية من البيانات الضوئية لامتصاص الغبار الموجود على طول خط الرؤية (انظر الشكل أدناه). تمثل المحاسبة الصحيحة لتأثير الغبار مشكلة رئيسية في عمل مقياس المسافة الكونية ، لأنها تتسبب في ظهور الأهداف باهتة. "تعتبر الافتراضات المختلفة حول [حجب الغبار] مصدرًا رئيسيًا للاختلافات بين تحديدات المسافة المختلفة لـ M33."أشار Gieren وآخرون ، وينطبق الشيء نفسه على المسافة إلى M31 (انظر Riess et al.).
The Gieren and Riess et al. مسافات إلى M33 و M31 ، على التوالي ، تم الاستدلال عليها من ملاحظات Cepheids. السيفيدات هي فئة من النجوم المتغيرة التي تظهر اختلافات سطوع دورية (تنبض شعاعيًا). يمكن استخدام cepheids كمؤشرات المسافة لأن فترة النبض ومتوسط اللمعان مرتبطان. تم اكتشاف هذه العلاقة من قبل هنريتا ليفيت في أوائل القرن العشرين. يتم عرض علاقة اللمعان لفترة الزائفة المشتقة من M31 Cepheids أدناه.
جيرين وآخرون. لاحظ 26 سيفيد في M33 وحدد مسافة ~ 2،740،000 سنة ضوئية. أضاف الفريق أن "كأول دراسة Cepheid حديثة قريبة من الأشعة تحت الحمراء [لـ] M33 منذ ... حوالي 30 عامًا ... نعتبر هذا العمل متأخرًا منذ فترة طويلة ...غالبًا ما يذكر الفلكيون مسافات إلى أجسام في سنوات ضوئية ، والتي تحدد الوقت اللازم للضوء المنبعث من المصدر للوصول إلى المراقب. على الرغم من سرعة الضوء (المحدودة) التي تبلغ 300.000.000 م / ث ، يجب أن تتجاوز الأشعة المسافات "الفلكية". إن التحديق في الفضاء يمنح المرء فرصة فريدة للنظراء في الوقت المناسب.
تنقل المسافات إلى M33 الموضحة أدناه نقاطًا رئيسية في تطور معرفة البشرية. ينبع التشتت بالقرب من عشرينيات القرن الماضي جزئيًا من نقاش حول ما إذا كانت درب التبانة والكون مترادفين. بعبارة أخرى ، هل المجرات موجودة خارج مجرة درب التبانة؟ تم تخليد الموضوع في النقاش الكبير الشهير (1920) الذي يضم H. Shapley و H.Curtis (جادل الأخير بمقياس خارج المجرة). تنتج الإزاحة بين بيانات ما قبل عام 1930 وما بعد عام 1980 جزئياً عن زيادة بمقدار ضعفين تقريبًا في مقياس المسافة الكونية المعترف به حوالي عام 1950 (انظر أيضًا عيد 2000). من الواضح أيضًا هو التشتت المرتبط بمسافات ما بعد 1980 ، والذي يعزز فقط أهمية تقديرات المسافة الجديدة عالية الدقة.
ريس وآخرون. الحصول على بيانات لنحو 70 سيفيد وتحديد مسافة M31 ~ 2،450،000 سنة ضوئية. تم تأكيد هذا الأخير من خلال دراسة جديدة أجراها كونتريراس راموس وآخرون. 2013 (d ~ 2،540،000 ly) ، الذي يعتمد تقدير المسافة على بيانات النجوم في مجموعة كروية M31.
هناك حاجة إلى أدوات وتلسكوبات من الدرجة الأولى للحصول على قياسات موثوقة للنجوم في المجرات على بعد حوالي 3،000،000 مليون سنة ضوئية. جيرين وآخرون. استخدام أداة التلسكوب الكبير جدًا (Yepun) مقاس 8.2 م الموضحة أدناه ، في حين أن Riess and Contreras Ramos et al. تحليل الملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي. ريس وآخرون. الحصول على صور M31 عبر الكاميرا 3 الجديدة ذات المجال الواسع ، والتي حلت محل الكاميرا واسعة المجال والكاميرا الكوكبية 2 ("الكاميرا التي أنقذت هابل") خلال مهمة الصيانة الشهيرة لعام 2009.
تمثل النتائج الجديدة تتويجا لجهود قرن من الزمن تهدف إلى تأمين مسافات دقيقة للأقارب الحلزونية المحلية لمجرة (M31 و M33). ومع ذلك ، فإن المطابقة بين Planck وبعض التحديدات القائمة على Cepheid / SN لمتطلبات هابل المستمرة تتطلب استمرار البحث من أجل تحديد أوجه عدم اليقين المرتبطة بالطرق.
The Gieren et al. تم قبول النتائج للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية (ApJ) ، وهناك نسخة مطبوعة متاحة على arXiv. كلا من ريس وكونتريراس راموس وآخرون. كما يتم نشر الدراسات في ApJ. سيجد القارئ المهتم الذي يرغب في الحصول على معلومات إضافية حول مقياس المسافة الكونية و Cepheids الموارد التالية ذات صلة: مقالة AAVSO حول Delta Cephei (الاسم نفسه لفئة متغيرات Cepheid) ، Freedman & Madore (2010) ، Tammann & Reindl 2012 ، Fernie 1969 ، قاعدة بيانات NASA / IPAC خارج المجرى ، نجوم ملكة جمال جونسون ليفيت: القصة غير المروية للمرأة التي اكتشفت كيفية قياس الكون ، د. فيرني الإبحار للكون: علماء الفلك واكتشافاتهم ، نيك ألين مقياس المسافة Cepheid : تاريخ ، D. Cepheids الكلاسيكي بعد 228 سنة من الدراسة ، J. Percy فهم النجوم المتغيرة.
