Medan yang diperhatikan dalam NGC 300. Kredit gambar: ESO Klik untuk membesarkan
Bintang berdenyut Cepheid telah digunakan sebagai petunjuk jarak sejak penemuan awal Henrietta Leavitt hampir seratus tahun yang lalu. Dari data fotografinya mengenai salah satu galaksi tetangga Bima Sakti, Awan Magellan Kecil, dia mendapati bahawa kecerahan bintang-bintang ini berkait rapat dengan masa berdenyut mereka.
Hubungan tempoh-bercahaya ini, setelah dikalibrasi, memungkinkan penentuan jarak yang tepat dari suatu galaksi setelah Cepheids ditemui di dalamnya, dan tempoh dan magnitud rata-rata mereka telah diukur.
Walaupun kaedah Cepheid tidak menjangkau cukup jauh di Alam Semesta untuk menentukan secara langsung parameter kosmologi seperti pemalar Hubble, jarak Cepheid ke galaksi yang diselesaikan secara relatif telah meletakkan asas untuk pekerjaan semacam itu pada masa lalu, seperti dalam Projek Utama Teleskop Angkasa Hubble pada Skala Jarak Extragalactic. Cepheids memang merupakan salah satu langkah pertama dalam tangga jarak kosmik.
Masalah utama semasa dengan kaedah Cepheid adalah bahawa ketergantungannya pada logam galaksi, iaitu kandungannya dalam unsur yang lebih berat daripada hidrogen dan helium, belum pernah diukur secara tepat sejauh ini. Satu lagi kesukaran yang menarik dengan kaedah ini adalah hakikat bahawa penyerapan total cahaya Cepheid dalam perjalanannya ke Bumi, dan khususnya jumlah penyerapan di dalam galaksi inang Cepheid, mesti ditentukan dengan tepat untuk mengelakkan kesalahan yang besar dalam penentuan jarak.
Untuk mengatasi masalah ini, Wolfgang Gieren (University of Concepcion, Chile) dan pasukannya merancang Program Besar di ESO: Projek Araucaria. Tujuannya adalah untuk mendapatkan jarak ke galaksi yang berdekatan dengan ketepatan yang lebih baik daripada 5 peratus.
Salah satu galaksi utama Projek Araucaria pasukan adalah galaksi NGC 300 yang cantik dan dekat dengan muka di Sculptor Group. Dalam tinjauan pencitraan lapangan luas yang dilakukan di teleskop 2.2-m ESO / MPG di La Silla pada tahun 1999-2000, tim telah menemukan lebih dari seratus pemboleh ubah Cepheid yang mencakup rentang yang luas dalam masa berdenyut. Gambar galaksi, dan beberapa Cepheidsnya dari data ini dikeluarkan dalam ESO Press Photos 18a-h pada tahun 2002. Tahun lalu, pasukan menunjukkan jarak NGC 300 seperti yang diperoleh dari gambar optik ini dalam jalur V- dan I-band.
Pasukan ini melengkapkan set data unik ini dengan data baru yang diambil dengan kamera inframerah dekat dan spektrometer ISAAC pada teleskop VLT Antu 8,2-m ESO.
"Terdapat tiga kelebihan besar dalam jarak kerja Cepheid apabila gambar yang diperoleh melalui jalur lebar inframerah dekat digunakan sebagai ganti data optik", kata Wolfgang Gieren. Keuntungan yang paling penting adalah hakikat bahawa penyerapan cahaya bintang di inframerah dekat, dan terutama pada jalur K, dikurangkan secara dramatik berbanding dengan kesan perkara antara bintang pada panjang gelombang yang dapat dilihat. Kelebihan kedua ialah lengkung cahaya Cepheid di inframerah mempunyai amplitud yang lebih kecil dan jauh lebih simetri daripada rakan optiknya, memungkinkan untuk mengukur kecerahan jalur K-C yang sederhana dari hanya sedikit, dan secara prinsip hanya dari satu pemerhatian di fasa denyutan yang diketahui. Sebaliknya, kerja optik memerlukan pemerhatian lengkung cahaya penuh untuk menentukan magnitud min yang tepat. Kelebihan asas ketiga dalam inframerah adalah penurunan kepekaan hubungan tempoh-cahaya dengan logam, dan perpaduan dengan bintang-bintang lain di medan galaksi yang sesak.
Dengan mengambil kira ini, salah satu tujuan utama Program Besar pasukan adalah untuk melakukan pemerhatian susulan inframerah dekat Cepheids dalam galaksi sasaran projek mereka yang sebelumnya telah dijumpai dalam tinjauan lapangan luas optik.
Imej mendalam di jalur J dan K dari tiga medan di NGC 300 yang mengandungi 16 Cepheids diambil dengan VLT / ISAAC pada tahun 2003.
"Kualiti data yang tinggi memungkinkan pengukuran yang sangat tepat bagi magnitud J-dan K- magnitud Cepheids dari hanya 2 pemerhatian setiap bintang yang diperoleh pada masa yang berlainan", kata Grzegorz Pietrzynski, anggota pasukan lain, juga dari Concepcion .
Dengan menggunakan data yang luar biasa ini, hubungan masa-bercahaya dibina. "Mereka adalah hubungan PL inframerah paling tepat yang pernah diperoleh untuk sampel Cepheid di galaksi di luar Magellanic Clouds", menekankan Wolfgang Gieren.
Keseluruhan penyerapan cahaya ("kemerahan") Cepheids di NGC 300 diperoleh dengan menggabungkan nilai-nilai jarak galaksi yang diperoleh dalam berbagai jalur optik dan jalur inframerah dekat di mana NGC 300 diperhatikan. Ini membawa kepada penemuan bahawa terdapat sumbangan yang sangat signifikan terhadap jumlah kemerahan dari penyerapan intrinsik ke NGC 300. Penyerapan intrinsik ini mempunyai kesan penting terhadap penentuan jarak tetapi belum pernah diambil kira sebelumnya.
Pasukan ini dapat mengukur jarak ke NGC 300 dengan ketidakpastian yang belum pernah terjadi sebelumnya hanya sekitar 3 peratus. Ahli astronomi mendapati bahawa NGC 300 terletak sejauh 6.13 juta tahun cahaya.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
