Magyar közreműködéssel pontosították a csillagászati távolságskálát

Magyar közreműködéssel pontosították az RS Puppis nevű csillag távolságát. Ezzel precízebbé vált a csillagászati távolságmeghatározás egyik alapegysége, ami egyéb távolságértéket, sokmillió fényéves skálákat is befolyásolhat.

A csillagászatban kiemelt fontossággal bír a távolságmérés, melyhez az eltérő távolságskálákon eltérő módszereket használnak. Az egyes módszereknél különböző "távolság-mértékegységeket" alkalmaznak. Ilyenek például az ún. cefeida-változócsillagok, amelyek abszolút fényessége (tehát teljes energiakibocsátása) a fényváltozási periódusukkal arányos. Ezért ha sikerül egy cefeida fényváltozási periódusát meghatározni, abból az abszolút fényességét is megbecsülhetjük. Az abszolút fényességet a látszó fényességgel összevetve pedig a csillag távolságára következtethetünk.

Mindehhez az szükséges, hogy az adott cefeida sugárzását a környezetétől elkülönítsük - azaz jó felbontású távcső kell a megfigyeléshez. Utóbbi határolja be azt a maximális távolságskálát, ameddig a módszer alkalmazható. Elsőként Edwin Hubble a 2,5 millió fényévre lévő Androméda-galaxisban azonosított cefeidákat, míg napjainkban a Hubble-űrteleszkóp révén a 60 millió fényévre lévő Virgo-galaxishalmaz csillagvárosaiban is megkülönböztethetők fényesebb képviselőik.

Az RS Puppis nevű csillag az egyik legtöbbet tanulmányozott cefeida, amely Galaxisunk belső területén található. Egy nemzetközi kutatócsoport, amelynek Szabados László (MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet) is a munkatársa, ennek az égitestnek határozta meg a távolságát, minden korábbinál nagyobb pontossággal. A munkához az Európai Déli Obszervatórium (ESO) NTT jelzésű távcsövét használták Chiléből.

A kérdéses csillag közel 10-szer nagyobb tömegű, 200-szor nagyobb méretű és mintegy 15 ezerszer nagyobb energiakibocsátású, mint a Nap. Egy ködösségben (csillagközi por- és gázfelhőben) található, ezt használták fel egy ötletes módszerrel a távolságának meghatározásához. A csillag közel 41 napos periódussal változtatja a fényességét, és ennek megfelelően hol intenzívebb, hol pedig gyengébb sugárzás éri az őt beágyazó köd anyagát. A ködösségben lévő porszemekről visszavert sugárzás tehát a csillag változó energiakibocsátásának megfelelően ingadozik.

Mivel a csillagtól közvetlenül felénk érkező fény rövidebb utat jár be, mint az, amelyik előbb a porszemekhez jut, majd onnan verődik felénk - a köd anyagáról visszavert fény időbeli késéssel követi a csillag fényváltozását (lásd a felső ábrán). Úgy is fogalmazhatunk, hogy a csillag fényváltozásához képest késében lévő "fényvisszhangok" érkeznek a köd felől, ami az alábbi rövid animáción is érzékelhető.

Az időeltérés alapján a köd pontos mérete meghatározató, ez pedig a látszó mérettel összehasonlítva a távolságára utal.

Az RS Puppis körüli ködösség. A kép közepén húzódó fekete vonal a detektor két érzékelője közti sáv, amelyet direkt állítottak a csillag helyzetére, hogy annak fénye ne zavarja a megfigyelést (ESO)

A módszer révén sikerült megállapítani, hogy az RS Puppis távolsága 90 fényéves hibával 6500 fényév körüli. A távolságmeghatározásra használt módszer azért is pontosabb a korábbiaknál, mivel csak geometriailag mérhető jelenségeket használ, azaz nincs szüksége a csillagok állapotával és viselkedésével kapcsolatos, bizonytalanságokat is tartalmazó modellekre. Mivel sok további mérési módszer is a cefeidákkal meghatározott távolságokra alapul, az "alapegység" pontosítása egyéb távolságértéket, sokmillió fényéves skálákat is befolyásolhat.