M31 y M33 son dos de las galaxias espirales más cercanas, y pueden formar la base para determinar distancias a galaxias espirales más remotas y limitar la velocidad de expansión del Universo (la constante de Hubble). De ahí la relevancia e importancia de varios estudios nuevos que emplearon datos del infrarrojo cercano para establecer distancias sólidas para M31 (Andromeda) y M33 (Triangulum) (p. Ej., Gieren et al. 2013), y apuntaban a reducir las incertidumbres existentes vinculadas a los parámetros fundamentales. para esas galaxias De hecho, las distancias confiables para M31 y M33 son particularmente importantes a la luz de la nueva estimación constante del Hubble del satélite Planck, que se compensa en relación con ciertos otros resultados, y esa diferencia dificulta los esfuerzos para determinar la naturaleza de la energía oscura (se teorizó la fuerza misteriosa como causante de la expansión acelerada del Universo).
Gieren y col. remarcó que "una serie de nuevas determinaciones de distancia a M33 ... abarcan un intervalo sorprendentemente grande ... lo cual es motivo de grave preocupación. Como la segunda galaxia espiral más cercana, una determinación precisa de la distancia [de M33] es un paso crucial en el proceso de construcción de la escala de distancia cósmica ". Con respecto a M31, Riess et al. 2012 también comentó que "M31, el análogo más cercano de la Vía Láctea, ha proporcionado pistas importantes para comprender la escala del Universo.“
Los nuevos Gieren y Riess et al. las distancias se basan en observaciones del infrarrojo cercano, que son pertinentes porque la radiación de esa parte del espectro electromagnético es menos sensible que los datos ópticos a la absorción por el polvo ubicado a lo largo de nuestra línea de visión (ver la figura a continuación). La explicación adecuada del impacto del polvo es un problema principal en el trabajo a escala de distancia cósmica, ya que hace que los objetivos aparezcan más tenues. "diferentes supuestos sobre [oscurecimiento del polvo] son una fuente principal de las discrepancias entre las diversas determinaciones de distancia para M33."Señaló Gieren et al., Y lo mismo es cierto para la distancia a M31 (ver Riess et al.).
El Gieren y Riess et al. distancias a M33 y M31, respectivamente, se infirieron a partir de observaciones de cefeidas. Las cefeidas son una clase de estrellas variables que exhiben variaciones periódicas de brillo (pulsan radialmente). Las cefeidas se pueden usar como indicadores de distancia porque su período de pulsación y su luminosidad media están correlacionadas. Esa relación fue descubierta por Henrietta Leavitt a principios del siglo XX. A continuación se presenta una relación de seudoperíodo-luminosidad derivada para las cefeidas M31.
Gieren y col. observó 26 cefeidas en M33 y estableció una distancia de ~ 2,740,000 años luz. El equipo agregó que "Como el primer estudio moderno de Cefeidas en el infrarrojo cercano [de] M33 desde ... unos 30 años ... consideramos que este trabajo está muy retrasado ...Los astrónomos a menudo citan distancias a objetos en años luz, lo que define el tiempo requerido para que la luz emitida desde la fuente llegue al observador. A pesar de que la velocidad (finita) de la luz es de 300,000,000 m / s, los rayos deben atravesar distancias "astronómicas". Mirar al espacio le brinda a uno la oportunidad única de mirar atrás en el tiempo.
Las distancias a M33 que se muestran a continuación transmiten puntos fundamentales en la evolución del conocimiento de la humanidad. La dispersión cerca de la década de 1920 se debe en parte a un debate sobre si la Vía Láctea y el Universo son sinónimos. En otras palabras, ¿existen galaxias más allá de la Vía Láctea? El tema queda inmortalizado en el famoso gran debate (1920) con H. Shapley y H. Curtis (este último abogó por una escala extragaláctica). El desplazamiento entre los datos anteriores a 1930 y posteriores a 1980 se debe en parte a un aumento de casi el doble en la escala de distancia cósmica reconocida alrededor de 1950 (véase también Feast 2000). También es evidente la dispersión asociada con las distancias posteriores a 1980, que simplemente refuerza la importancia de las nuevas estimaciones de distancia de alta precisión.
Riess y col. obtuvo datos para unas 70 cefeidas y determinó una distancia para M31 de ~ 2,450,000 años luz. Este último es corroborado por un nuevo estudio realizado por Contreras Ramos et al. 2013 (d ~ 2,540,000 ly), cuya estimación de distancia se basó en datos de estrellas en un cúmulo globular M31.
Se necesitan instrumentos y telescopios de primera clase para obtener mediciones confiables de estrellas en galaxias a casi 3,000,000 millones de años luz de distancia. Gieren y col. utilizó el instrumento del Telescopio Muy Grande de 8.2 m (Yepun) que se muestra a continuación, mientras que Riess y Contreras Ramos et al. observaciones analizadas del telescopio espacial Hubble. Riess y col. adquirió imágenes de M31 a través de la nueva cámara de campo amplio 3, que reemplazó a la cámara de campo amplio y planetaria 2 ("La cámara que salvó al Hubble") Durante la famosa misión de servicio de 2009.
Los nuevos resultados marcan la culminación del esfuerzo de un siglo destinado a asegurar distancias precisas para los parientes espirales locales de nuestra galaxia (M31 y M33). Sin embargo, la compensación entre el Planck y ciertas determinaciones basadas en Cepheid / SN de las constantes de Hubble exige que la investigación continúe para identificar las incertidumbres asociadas con los métodos.
El Gieren et al. Se han aceptado los resultados para su publicación en el Astrophysical Journal (ApJ), y hay una preimpresión disponible en arXiv. Tanto Riess como Contreras Ramos et al. los estudios también se publican en ApJ. El lector interesado que desee información adicional sobre la escala de distancia cósmica y las Cefeidas encontrará los siguientes recursos pertinentes: el artículo de AAVSO sobre Delta Cephei (el mismo nombre para la clase de variables Cefeidas), Freedman y Madore (2010), Tammann y Reindl 2012, Fernie 1969, la base de datos extragaláctica de la NASA / IPAC, las estrellas de Miss Johnson Leavitt de G. Johnson: la historia no contada de la mujer que descubrió cómo medir el universo, la navegación de D. Fernie para el universo: los astrónomos y sus descubrimientos, la escala de distancia cefeida de Nick Allen : Una historia, Cefeidas clásicas de D. Turner después de 228 años de estudio, J. Percy's Understanding Variable Stars.
