В постоянно расширяющейся Вселенной важно выбрать подходящую линейку для надёжного измерения космических расстояний. Одним из инструментов, которым пользуются астрофизики, является постоянная Хаббла (H0), которая измеряет скорость расширения Вселенной.
Однако по поводу значения H0 существуют разногласия из-за противоречивых измерений, полученных с помощью различных методов. Их наличие означает, что наше понимание базовой физики Вселенной неполно. Ключ к решению проблемы — значительное повышение точности измерений расстояний по звёздам.
Теперь исследование профессора EPFL Ричарда И. Андерсона, Нолана Коблишке (сейчас в Университете Торонто) и Лорана Эйера (Университет Женевы) позволяет уточнить измерения космических расстояний с помощью сигналов от красных гигантов: «Мы обнаружили, что акустические колебания звёзд-красных гигантов подсказывают нам, как лучше всего измерять космические расстояния с помощью вершины ветви красных гигантов», — говорит Андерсон.
Красные гиганты — это стареющие звёзды. Они приобретают красноватый оттенок по мере того, как исчерпывают водород в своих ядрах, что делает их больше и холоднее.
На астрономических диаграммах эта эволюция приводит к появлению «ветви красного гиганта» — отклонению, обусловленному повышенной яркостью звезды. Вершина ветви красных гигантов (TRGB) — это критическая точка, в которой эти звёзды воспламеняют гелий, обращая эволюцию яркости вспять.
TRGB, отмеченная на диаграмме меньшим количеством более ярких звёзд над ней, служит «стандартной свечой» для измерения космических расстояний: сравнивая её известную яркость с наблюдаемой яркостью в далёких галактиках, астрономы могут рассчитать расстояние до звезды.
Исследователи проанализировали данные эксперимента Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) и миссии ЕКА Gaia, чтобы внимательно изучить красных гигантов в Большом Магеллановом Облаке (БМО) — ближайшей галактике-компаньоне, которая вращается вокруг Млечного Пути и служит важнейшей лабораторией для понимания физики звёзд.
Учёные обнаружили, что яркость всех звёзд в TRGB периодически меняется: звуковые волны проходят через звёзды, как сейсмические волны при землетрясениях на Земле, заставляя их колебаться. Хотя об этих колебаниях было известно и раньше, их важность для измерения расстояний не учитывалась. Но теперь они позволили исследователям различать звёзды по возрасту, предлагая более тонкий подход к измерению расстояний во Вселенной.
Андерсон объясняет: «Молодые красные гиганты вблизи TRGB немного менее яркие, чем их старшие родственники, и акустические колебания, которые мы наблюдаем как колебания яркости, позволяют нам понять, с каким типом звезды мы имеем дело: более старые звёзды колеблются с более низкой частотой».
Это различие крайне важно для обеспечения высокоточных измерений расстояний, необходимых для космологии, и для получения наилучшей карты локальной Вселенной, поскольку звёзды-красные гиганты существуют практически в каждой галактике.
Источник: habr.com
