Οι αστρονόμοι βαθμολογούν την κλίμακα των αποστάσεων στον Κόσμο

Πηγή: ScienceDaily, 25 Φεβρουαρίου 2008

Εκμεταλλευόμενοι την παρουσία αντήχησης του φωτός, μια ομάδα αστρονόμων έχει χρησιμοποιήσει ένα τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου ESO για να μετρήσει, με ακρίβεια 1%, την απόσταση ενός μεταβλητού άστρου στην κατηγορία των Κηφειδών, που αποτελεί ένα από τα πρώτα βήματα στην κοσμική κλίμακα των αποστάσεων.

Νεφέλωμα γύρω από το μεταβλητό άστρο RS Pup που ανήκει στην κατηγορία των Κηφειδών,  που βρίσκεται στο Νότιο αστερισμό Puppis (η πρύμνη του πλοίου).

Οι Κηφείδες είναι παλλόμενα άστρα που έχουν χρησιμοποιηθεί ως δείκτες των κοσμικών αποστάσεων εδώ και εκατό σχεδόν χρόνια. Η νέα ακριβής μέτρηση είναι σημαντική δεδομένου ότι, αντίθετα προς πολλές άλλες, είναι καθαρώς γεωμετρική και δεν στηρίζεται στις υποθέσεις για τη φυσική των ίδιων των άστρων.

Η ομάδα των αστρονόμων μελέτησε το RS Pup, ένα φωτεινό άστρο στην κατηγορία των Κηφειδών που βρέθηκε προς τον αστερισμό Puppis ("Η Πρύμνη") και είναι εύκολα ορατό με τις διόπτρες. Το RS Pup μεταβάλει τη φωτεινότητα του σχεδόν κατά ένα παράγοντα πέντε κάθε 41,4 ημέρες. Είναι 10 φορές πιο βαρύ από τον ήλιο μας, και 200 φορές μεγαλύτερο, και κατά μέσον όρο 15.000 φορές φωτεινότερο.

Το RS Pup είναι το μόνο τέτοιο άστρο από τους Κηφείδες που ενσωματώνεται σε ένα μεγάλο νεφέλωμα, φτιαγμένο από πολύ λεπτή σκόνη που ανακλά κάποιο από το φως που εκπέμπεται από το αστέρι.

Επειδή η φωτεινότητα του αστεριού αυτού αλλάζει με ένα πολύ διακριτικό τρόπο, η παρουσία του νεφελώματος επιτρέπει στους αστρονόμους να δουν την ηχώ του φωτός και να τις χρησιμοποιήσουν για να μετρήσουν την απόσταση του αστεριού.

"Το φως που ταξίδεψε από το αστέρι σε ένα κόκκο σκόνης και έπειτα στο τηλεσκόπιο φθάνει λίγο αργότερα από το φως που προέρχεται άμεσα από το αστέρι στο τηλεσκόπιο," εξηγεί ο Pierre Kervella, επικεφαλής συντάκτης της ανακοίνωσης που αναφέρει το αποτέλεσμα. "Κατά συνέπεια, εάν μετρήσουμε τη φωτεινότητα μιας ιδιαίτερης, απομονωμένων 'σταγόνων' στο νεφέλωμα, θα λάβουμε μια καμπύλη φωτεινότητας που έχει την ίδια μορφή με την μεταβολή του Κηφείδη άστρου, αλλά μετατοπισμένο στον χρόνο."

Αυτή η καθυστέρηση ονομάζεται "ηχώ του φωτός", αναλογικά με την παραδοσιακότερη ηχώ, την αντανάκλαση του ήχου, παραδείγματος χάριν, από το κατώτατο σημείο ενός πηγαδιού.

Η αρχή της ηχούς του φωτός

Ελέγχοντας την εξέλιξη της φωτεινότητας των 'σταγόνων' στο νεφέλωμα, οι αστρονόμοι μπορεί να βρουν την απόστασή τους από το αστέρι: είναι απλά ο χρόνος της καθυστέρησης επί την ταχύτητα του φωτός (300.000 km/s). Ξέροντας αυτήν την απόσταση και την φαινόμενη απόσταση στον ουρανό μεταξύ του άστρου και της 'σταγόνας', μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση του άστρου RS Pup.

Από τις παρατηρήσεις της ηχούς σε αρκετά νεφελοειδή χαρακτηριστικά γνωρίσματα, η απόσταση του RS Pup βρέθηκε να είναι 6500 έτη φωτός, συν ή πλην 90 έτη φωτός.

"Η γνώση της ακριβούς απόστασης σε ένα αστέρι στην κατηγορία των Κηφειδών με μια τέτοια ακρίβεια αποδεικνύεται κρίσιμη για τη βαθμολόγηση της σχέσης περιόδου-φωτεινότητας αυτής της κατηγορίας άστρων," λέει ο Kervella. "Αυτή η σχέση είναι πράγματι η βάση του προσδιορισμού της απόστασης των γαλαξιών που χρησιμοποιούν Κηφείδες."

Το άστρο RS Pup είναι περίπου στο ένα τέταρτο της απόστασης μεταξύ του ήλιου και του κέντρου του Γαλαξία. Το RS Pup βρίσκεται μέσα στο γαλαξιακό επίπεδο σε μια πολύ κατοικημένη από άστρα του Γαλαξία μας.