2014.08.15. - Távolságmérés visszfények alapján

Egy nemzetközi kutatócsoport, amelynek tagja Szabados László (MTA CSFK CSI) is, polarimetriai mérésekre alapozva geometriai úton határozta meg az RS Puppis, az egyik legfényesebb galaktikus cefeida távolságát.

Nagy fényességüknek köszönhetően a hosszú periódusú cefeida típusú változócsillagok nagyon távoli galaxisokban is észlelhetők, ezért ún. standard gyertyaként több tíz megaparszek távolságig alapvető szerepet töltenek be a kozmikus távolságskála lefektetésében. Az RS Puppis (HD 68860) az egyik legfényesebb cefeida a Tejútrendszerben, fizikai tulajdonságai pedig nagyon hasonlítanak a távoli galaxisokban megfigyelhető társaiéhoz, így pontos távolságának ismerete nagyon fontos a távolságskála legelső részének kalibrálásában, a periódus-fényesség reláció nullpontjának rögzítésében.

Az RS Puppis egyedülálló a galaktikus cefeidák között abban a tekintetben, hogy egy reflexiós köd veszi körül, amelynek egyes részei változásukkal híven tükrözik a csillag pulzáció miatti fényességváltozását. Ezek a "visszfények" jól használhatók a köd, illetve a csillag távolságának geometriai módszerrel történő meghatározására. Az RS Puppis fényváltozásában a ködben található csomósodások által okozott fáziskésések alapján Kervella és kollégái 2008-ban a csillag távolságára 1992±28 pc értéket származtattak. 2009-ben azonban Bond és Sparks rámutatott arra, hogy az így nyert, egyébként igen pontos távolság azon a feltételezésen alapul, hogy a csomók túlnyomórészt az éggömb érintősíkjának közelében helyezkednek el. Ez azonban nem túl valószínű, mivel a szóráskép alapján a csomósodások inkább a csillag előtt találhatók. Rámutattak viszont arra, hogy polarimetriai mérések segítségével - az extragalaktikus szupernóvák esetében alkalmazott eljáráshoz hasonlóan - tisztán geometriai megfontolások alapján is származtatható a távolság, amint azt először a V838 Mon esetében 2008-ban demonstrálták is.

Az RS Puppis körüli köd hamisszínes, a Hubble-űrtávcső kameráival 2010. március 26-án két szűrőn keresztül rögzített felvételek kombinálásával összeállított képe. A legerősebb visszfények kék gyűrűkként figyelhetők meg, a központi csillag maximális fényesség körüli magasabb hőmérsékletének köszönhetően.
[NASA, ESA, Z. Levay, and the Hubble Heritage Team STScI/AURA-Hubble/Europe Collaboration]

Perre Kervella (LEISA, Observatoire de Paris) és munkatársai, köztük Szabados László (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet), a Hubble-űrtávcső ACS (Advanced Camera for Surveys) műszerével az RS Puppis körüli ködről készült polarimetriai méréseket használták fel, hogy a V838 Mon esetében már sikeresen alkalmazott módszerrel meghatározzák a csillag távolságát. Míg azonban a V838 Mon esetében a kutatók csak egyetlen kitörés által okozott visszfény hatását tudták vizsgálni és elemezni, az RS Puppis esetében a 41,5 napos periódusú pulzációs fényváltozás miatt egy sereg visszfényt felhasználva dolgozhattak. A ködben található por által okozott lineáris polarizáció fokának feltérképezésével és két polarizációs modell segítségével sikerült rekonstruálniuk a porszemcsék térbeli eloszlását, ez alapján pedig a csomósodások által okozott fáziskésésekből meg tudták határozni az RS Puppis távolságát, amelyre 1910±80 parszek (4,2%) értéket kaptak. A bizonytalanság nagy részét az alkalmazott polarizációs modellek paraméterei okozzák.

Az eredmény összhangban áll ez egyéb módszerek (pl. Baade-Wesselink analízis) által szolgáltatott távolságértékekkel, azoktól azonban teljesen független eljárással szolgáltatja azt, így azt is jelzi, hogy cefeida távolságskála kalibrációja nem terhelt nagyobb hibákkal. A 2013 decemberében sikeresen felbocsátott Gaia asztrometriai műhold néhány éven belül megerősítheti az RS Puppis új távolságbecslésének helyességét, illetve a csillag jó alanya lehet a Riess és munkatársai által nemrégiben bemutatott új trigonometrikus parallaktikus távolságmérési eljárásnak, amely a Hubble-űrteleszkóp WFC3 kamerájának új mérési módján alapul.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1408.1697v1 [astro-ph.SR]