Астрономы использовали мириды в качестве стандартных свечей

Астрономы обосновали возможность использования пульсаций переменных звезд типа Миры Кита (мирид) в качестве относительно близких стандартных свечей наряду с наиболее часто используемыми сегодня цефеидами. Применение новой метрики расстояния позволит точнее определять удаленность сверхновых и получать более надежные оценки темпа расширения локальной Вселенной. На данный момент результаты согласуются со стандартной калибровкой по цефеидам, пишут авторы в препринте на arXiv.

Измерение расстояний представляет одну из наибольших проблем в астрономии. Удаленность ближайших к Солнцу звезд можно непосредственно измерить при помощи годичного параллакса, но даже до объектов в других частях нашей Галактики напрямую расстояние вычислить не удается. Сделать это еще сложнее за пределами Млечного Пути, так как там применимы только косвенные методы с ограниченными возможностями, а на космологических масштабах вообще невозможно ввести независимую метрику расстояния, поэтому чаще всего говорят только о красном смещении.

Однако многие задачи в астрономии связаны с оценками расстояний. В частности, это необходимо для измерения постоянной Хаббла — характеристики темпа расширения Вселенной. На данный момент наметилось противоречие между различными методами определения этой величины, которое получило название «напряженности Хаббла». Для уточнения темпа расширения Вселенной требуются дополнительные методы определения расстояния, которые позволят лучше откалибровать другие способы в астрономической лестнице расстояний.

В работе коллектива астрофизиков из США и Южной Африки с участием известных ученых, таких как Адам Рисс (Adam Riess) из Университета Джонса Хопкинса и Алексей Филиппенко (Alex Filippenko) из Калифорнийского университет в Беркли, описывается возможность использовать пульсации переменных звезд типа Миры Кита для определения расстояния. Предложенный метод похож на оценки удаленности на основе цефеид, но использует переменные звезды другого типа — мириды.

Идея использования переменных звезд заключается в существовании соотношения между периодом и светимостью для нескольких типов таких светил. Таким образом можно вычислить абсолютное энерговыделение тела на основе наблюдаемых в телескоп пульсаций. Если затем сравнить полученную величину с измеряемым блеском, то можно оценить расстояние. Звезды различных типов пульсируют с разными частотами: для цефеид характерен период от 1 до 50 дней, в то время как цикл мирид, как правило, больше года, но может продолжаться до 3000 дней.

Особенностью использования мирид является то, что их легче всего наблюдать в инфракрасной области спектра. Так происходит потому, что эти звезды находятся на достаточно позднем этапе эволюции — асимптотической ветви гигантов. У них уже закончилось горение не только водорода, но и гелия в ядре, энергия выделяется в слоевом источнике в толще, а поверхность их по звездным меркам холодна и выглядит красной.

Авторам удалось найти 115 богатых кислородом мирид в галактике NGC 1559, чей цикл длится менее 400 дней: короткопериодические мириды выбрали потому, что они лучше соответствуют соотношению между периодом и светимостью. Галактику выбрали, с одной стороны, из-за ее дальности, а с другой,  из-за недавно вспыхнувшей в ней сверхновой типа Ia: улучшение методов определения расстояния до таких объектов как раз и было целью работы.

Применяя откалиброванные по миридам расстояния, авторы сделали новую оценку постоянной Хаббла, которая оказалась равна 73,3 ± 3,9 километров в секунду на мегапарсек. Это значение близко к определяемому с использование цефеидной калибровки — 74,03 ± 1,42 км/с/Мпк. Таким образом, астрономы укрепили доводы сторонников большего значения постоянной Хаббла, но усугубили «напряженность Хаббла» с меньшими оценками, которые следуют из анализа реликтового излучения.

За последнее время появилась масса статей с различными измерениями постоянной Хаббла и ее уточнениями: это сделали при помощи размера гравитационных линз, параметров выбросов от слияния нейтронных звезд и с использованием калибровки по красным гигантам. Предлагаются и другие объяснения «напряженности Хаббла», в том числе связанные с локальными особенностями распределения массы во Вселенной, но и они также опровергаются.

Тимур Кешелава