Astronomowie odkrywają tajemnicę cefeidów
Zespół naukowców z Chile i Polski przeprowadził najdokładniejsze jak do tej pory pomiary cefeidów należących do klasy pulsujących i zmiennych gwiazd, które są większe i jaśniejsze od Słońca, ale pozostawały zagadką od ich odkrycia w XVIII w. Naukowcy twierdzą, że wyniki ich prac pomogą w ustaleniu masy tego typu gwiazd. Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu OGLE (Eksperyment optycznego soczewkowania grawitacyjnego), który wsparła Europejska Rada ds. Badań Naukowych. Cefeidy klasyczne lub po prostu cefeidy rozszerzają się i kurczą jak inne gwiazdy, a cały cykl trwa od kilku dni do miesięcy. Czas potrzebny na rozjaśnienie i ponowne zblednięcie jest dłuższy w przypadku gwiazd jaśniejszych, a krótszy w przypadku ciemniejszych. To właśnie powiązanie sprawia, że badanie cefeid jest jednym z najskuteczniejszych sposobów pomiaru odległości do pobliskich galaktyk oraz mapowania na ich podstawie skali całego wszechświata. Pomimo ich znaczenia cefeidy nie zostały w pełni poznane, a szacowania ich masy wyprowadzane z teorii pulsujących gwiazd pozostawały jak do tej pory wysoce nieprecyzyjne. Zespół astronomów, pod kierunkiem Grzegorza Pietrzyńskiego z Universidad de Concepción w Chile i z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego w Polsce zmierzył masę cefeidów z dokładnością znacznie większą niż jakiekolwiek wcześniejsze szacunki za pomocą spektrometru HARPS - wykorzystującego precyzyjną prędkość radialną do wykonywania pomiarów - na 3,6-metrowym teleskopie Obserwatorium La Silla Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile. "Ten nowy wynik pozwala nam od razu stwierdzić, która z dwóch konkurencyjnych teorii przewidujących masy cefeid jest prawidłowa" - stwierdza z entuzjazmem dr Pietrzyński. Aby rozwikłać zagadkę dotyczącą masy gwiazd, astronomowie musieli znaleźć podwójną gwiazdę obejmującą cefeidę, której orbitę można zobaczyć z Ziemi krawędzią do przodu. W takich przypadkach, znanych jako zaćmieniowe układy podwójne, jasność jednej z dwóch gwiazd zostaje przyćmiona, kiedy jeden z elementów przechodzi przed drugim i ponownie, kiedy przechodzi z tyłu drugiej gwiazdy. W takich układach astronomowie są w stanie ustalić masy gwiazd z dużym stopniem dokładności. Niestety ani cefeidy, ani zaćmieniowe układy podwójne nie są powszechne, zatem szansa odkrycia tak niezwykłej pary wydawała się bardzo niewielka. Jednakże los uśmiechnął się do naukowców, jak wyjaśnia członek zespołu, Wolfgang Gieren z Universidad de Concepción: "Zupełnie niedawno odkryliśmy układ podwójny gwiazd, który mieliśmy nadzieję znaleźć pośród gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana. Obejmuje gwiazdę zmienną - cefeidę, która pulsuje co 3,8 dnia. Druga gwiazda jest nieco większa i chłodniejsza, a obydwie gwiazdy obiegają się nawzajem w 310 dni. Faktycznie podwójny charakter obiektu został niezwłocznie potwierdzony na podstawie obserwacji za pomocą spektrografu HARPS w Obserwatorium La Silla." Obserwatorzy starannie zmierzyli zmienność jasności tych rzadkich obiektów w czasie orbitowania gwiazd i przechodzenia jednej przed drugą. Naukowcy wykorzystali również HARPS i inne spektrografy do pomiaru ruchów gwiazd w kierunku do i od Ziemi - zatem zarówno ruch orbitalny obydwu gwiazd oraz okresowy ruch powierzchni cefeidy towarzyszący jej pęcznieniu i kurczeniu się. Te niezwykle kompletne i szczegółowe dane umożliwiły obserwatorom ustalenie ruchu orbitalnego, wymiarów i mas obydwu gwiazd z bardzo wysoką dokładnością, znacznie przekraczającą dotychczasowe ustalenia dotyczące cefeid. Wiadomo obecnie, że masa cefeidy wynosi około 1% i odpowiada dokładnie przewidywaniom teorii pulsacji gwiazdowej. Natomiast większa masa przewidywana przez teorię ewolucji gwiazd okazała się znacząco błędna.
Kraje
Chile, Polska