Rol om, Edwin Hubble. De bevindingen, gemaakt met NASA's Spitzer Space Telescope, zullen astronomen helpen om nog nauwkeurigere metingen te doen van de grootte, leeftijd en expansiesnelheid van ons heelal. Doe je kosmische veiligheidsgordel om en lees verder…
Volgens het persbericht van de American Astronomical Society van vandaag zijn standaardkaarsen astronomische objecten die de sporten vormen van de zogenaamde kosmische afstandsladder, een hulpmiddel voor het meten van de afstanden tot verder en verder gelegen sterrenstelsels. De eerste sport van de ladder bestaat uit pulserende sterren die Cepheid-variabelen worden genoemd, kortweg Cepheids. Metingen van de afstanden tot deze sterren vanaf de aarde zijn van cruciaal belang voor het nauwkeurig meten van nog verder weg gelegen objecten. Elke sport op de ladder hangt af van de vorige, dus zonder nauwkeurige Cepheid-metingen zou de hele kosmische afstandsladder losraken. Nieuwe observaties van Spitzer laten zien dat het veilig houden van deze ladder nog meer aandacht vereist voor Cepheids. De infraroodwaarnemingen van de telescoop van een bepaalde cepheid vormen het eerste directe bewijs dat deze sterren massa kunnen verliezen - of in wezen kunnen krimpen. Dit kan van invloed zijn op metingen van hun afstanden.
"We hebben aangetoond dat deze specifieke standaardkaarsen langzaam door hun wind worden verbruikt", zegt Massimo Marengo van de Iowa State University, Ames, Iowa, hoofdauteur van een recent onderzoek naar de ontdekking in het Astronomical Journal. "Bij het gebruik van Cepheids als standaardkaarsen moeten we extra voorzichtig zijn, omdat ze, net als echte kaarsen, worden geconsumeerd terwijl ze branden."
De ster in de studie is Delta Cephei, de naamgenoot van de hele klasse van Cepheids. Het werd in 1784 ontdekt in de
sterrenbeeld Cepheus of de koning. Tussenmassa-sterren kunnen Cepheids worden als ze van middelbare leeftijd zijn, pulserend met een regelmatige beat die verband houdt met hoe helder ze zijn. Deze unieke eigenschap stelt astronomen in staat om de pols van een cepheid te meten en erachter te komen hoe helder deze intrinsiek is - of hoe helder het zou zijn als je er vlak naast stond. Door te meten hoe helder de ster aan de hemel verschijnt en dit te vergelijken met zijn intrinsieke helderheid, kan vervolgens worden bepaald hoe ver hij verwijderd moet zijn. Deze berekening werd beroemd uitgevoerd door astronoom Edwin Hubble in 1924, wat leidde tot de openbaring dat ons sterrenstelsel slechts een van de vele is in een uitgestrekte kosmische zee. Cepheids hielp ook bij de ontdekking dat ons universum uitdijt en dat sterrenstelsels uit elkaar drijven.
Sindsdien zijn Cepheids betrouwbare sporten geworden op de kosmische afstandsladder, maar de mysteries over deze standaardkaarsen blijven bestaan. Een vraag was of ze massa verliezen of niet. Winden van een Cepheid-ster kunnen aanzienlijke hoeveelheden gas en stof afblazen, waardoor er een stoffige cocon rond de ster ontstaat die van invloed is op hoe helder deze verschijnt. Dit zou op zijn beurt de berekeningen van de afstand beïnvloeden. Eerder onderzoek had gesuggereerd op dergelijk massaverlies, maar er was meer direct bewijs nodig. Marengo en zijn collega gebruikten Spitzer's infraroodvisie om het stof rond Delta Cephei te bestuderen. Deze specifieke ster racet met hoge snelheden door de ruimte en duwt interstellair gas en stof in een boegschok verderop. Gelukkig voor de wetenschappers verlicht een nabijgelegen metgezel het gebied, waardoor de boogschok gemakkelijker te zien is. Door de grootte en structuur van de schok te bestuderen, kon het team laten zien dat een sterke, massieve wind van de ster tegen het interstellaire gas en stof duwt. Bovendien berekende het team dat deze wind tot een miljoen keer sterker is dan de wind die door onze zon wordt geblazen. Dit bewijst dat Delta Cephei licht krimpt.
Vervolgobservaties van andere Cepheids uitgevoerd door hetzelfde team met Spitzer hebben aangetoond dat andere Cepheids, tot 25 procent waargenomen, ook massa verliezen. "Alles brokkelt af in kosmologiestudies als je niet begint met de meest nauwkeurige metingen van Cepheids mogelijk", zegt Pauline Barmby van de University of Western Ontario, Canada, hoofdauteur van de vervolgstudie van Cepheid die op 6 januari online is gepubliceerd in het Astronomical Journal. "Deze ontdekking zal ons in staat stellen deze sterren beter te begrijpen en ze te gebruiken als steeds nauwkeurigere afstandsindicatoren."
Net als Pluto betekent dit dat we uiteindelijk onze astronomieboeken moeten herschrijven ... Maar het is een "geboortedag" kaars die we klaar zijn om uit te blazen!
Oorspronkelijke bron: American Astronomical Society Press Release - Photo Credit: NASA
