ศีกษาเกี่ยวกับดวงดาว

ลักษณะเฉพาะของการเต้นและความสว่างของดาว RR Lyrae ทำให้เป็น "เทียนมาตรฐาน" ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการวัดระยะทางของดาราจักร ข้อสังเกตใหม่เหล่านี้ทำให้นักวิจัยสามารถติดตามขอบเขตรอบนอกของรัศมีทางช้างเผือกได้ Raja GuhaThakurta ศาสตราจารย์และประธานด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่ง UC Santa Cruz กล่าวว่า "การศึกษานี้กำลังกำหนดนิยามใหม่ว่าอะไรคือขอบเขตรอบนอกของกาแลคซีของเรา "กาแล็กซีของเราและอันโดรเมดามีขนาดใหญ่มาก แทบไม่มีช่องว่างระหว่างกาแล็กซีทั้งสอง" GuhaThakurta อธิบายว่าองค์ประกอบรัศมีของดาวฤกษ์ในกาแลคซีของเรานั้นใหญ่กว่าดิสก์มาก ซึ่งกินพื้นที่ประมาณ 100,000 ปีแสง ระบบสุริยะของเราอยู่ในแขนก้นหอยข้างใดข้างหนึ่งของดิสก์ ตรงกลางของดิสก์เป็นส่วนที่นูนตรงกลาง และล้อมรอบด้วยรัศมีซึ่งมีดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในกาแลคซีและแผ่ขยายออกไปทุกทิศทุกทางเป็นเวลาหลายแสนปีแสง GuhaThakurta กล่าวว่า "รัศมีเป็นส่วนที่ยากที่สุดในการศึกษาเพราะขอบเขตภายนอกอยู่ไกลมาก "ดาวฤกษ์นั้นเบาบางมากเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของดาวฤกษ์ที่สูงของดิสก์และส่วนนูน แต่รัศมีถูกครอบงำด้วยสสารมืด และจริงๆ แล้วประกอบด้วยมวลส่วนใหญ่ของดาราจักร" Yuting Feng นักศึกษาระดับปริญญาเอกที่ทำงานร่วมกับ GuhaThakurta ที่ UCSC เป็นผู้นำการศึกษาใหม่และกำลังนำเสนอการค้นพบของพวกเขาในการพูดคุยสองครั้งที่การประชุม American Astronomical Society ในซีแอตเติลเมื่อวันที่ 9 และ 11 มกราคม จากข้อมูลของเฟิง การศึกษาการสร้างแบบจำลองก่อนหน้านี้ได้คำนวณว่ารัศมีดาวฤกษ์ควรขยายออกไปประมาณ 300 กิโลพาร์เซกหรือ 1 ล้านปีแสงจากใจกลางกาแล็กซี (นักดาราศาสตร์วัดระยะทางของกาแล็กซีเป็นกิโลพาร์เซก หนึ่งกิโลพาร์เซกเท่ากับ 3,260 ปีแสง) ดาว 208 RR Lyrae ที่ตรวจพบโดยเฟิงและเพื่อนร่วมงานของเขาอยู่ห่างจากประมาณ 20 ถึง 320 กิโลพาร์เซก "เราสามารถใช้ ดวงดาว แปรแสงเหล่านี้เป็นตัวติดตามที่เชื่อถือได้เพื่อระบุระยะทาง" เฟิงกล่าว "การสังเกตของเรายืนยันการประมาณทางทฤษฎีของขนาดของรัศมี ดังนั้นนั่นคือผลลัพธ์ที่สำคัญ" การค้นพบนี้มีพื้นฐานมาจากข้อมูลจาก Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS) ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ใช้กล้องโทรทรรศน์แคนาดา-ฝรั่งเศส-ฮาวาย (CFHT) เพื่อศึกษากระจุกดาราจักรที่อยู่นอกเหนือทางช้างเผือก การสำรวจไม่ได้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับดาว RR Lyrae ดังนั้นนักวิจัยจึงต้องขุดมันออกมาจากชุดข้อมูล กระจุกดาวราศีกันย์เป็นกระจุกดาราจักรขนาดใหญ่ที่รวมถึงดาราจักรทรงรีขนาดยักษ์ M87 "เพื่อให้ได้แสงลึกของ M87 และกาแลคซีรอบๆ กล้องโทรทรรศน์ยังจับภาพดาวเบื้องหน้าในทุ่งเดียวกัน ดังนั้นข้อมูลที่เราใช้จึงเป็นผลพลอยได้จากการสำรวจนั้น" Feng อธิบาย จากข้อมูลของ GuhaThakurta คุณภาพที่ยอดเยี่ยมของข้อมูล NGVS ช่วยให้ทีมงานได้รับคุณลักษณะเฉพาะของ RR Lyrae ที่น่าเชื่อถือและแม่นยำที่สุดในระยะทางเหล่านี้ RR Lyrae เป็นดาวฤกษ์อายุมากที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่จำเพาะซึ่งทำให้พวกมันขยายตัวและหดตัวเป็นวงจรซ้ำๆ GuhaThakurta กล่าวว่า "ลักษณะความสว่างที่แปรผันเหมือน EKG เป็นเหมือนการเต้นของหัวใจของกาแล็กซี ดังนั้นความสว่างจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและลดลงอย่างช้าๆ และวงจรจะทำซ้ำอย่างสมบูรณ์แบบด้วยรูปร่างที่มีลักษณะเฉพาะนี้" GuhaThakurta กล่าว "นอกจากนี้ หากคุณวัดความสว่างเฉลี่ยของพวกมัน ก็จะเท่ากันจากดาวดวงหนึ่งไปอีกดวงหนึ่ง การรวมกันนี้ยอดเยี่ยมมากสำหรับการศึกษาโครงสร้างของดาราจักร" ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว บางดวงสว่างกว่าดวงอื่นๆ แต่ดาวดวงหนึ่งอาจดูสว่างเพราะส่องสว่างมากหรือเพราะอยู่ใกล้มาก และแยกแยะความแตกต่างได้ยาก นักดาราศาสตร์สามารถระบุดาว RR Lyrae ได้จากลักษณะการเต้นของชีพจร จากนั้นใช้ความสว่างที่สังเกตได้เพื่อคำนวณว่าดาวดวงนี้อยู่ห่างออกไปเท่าใด ขั้นตอนไม่ง่ายอย่างไรก็ตาม วัตถุที่อยู่ห่างไกล เช่น ควาซาร์ สามารถปลอมตัวเป็นดาว RR Lyrae ได้ "มีเพียงนักดาราศาสตร์เท่านั้นที่รู้ว่ามันเจ็บปวดแค่ไหนในการหาตัวติดตามที่เชื่อถือได้ในระยะทางเหล่านี้" เฟิงกล่าว "ตัวอย่างที่แข็งแกร่งของดาว RR Lyrae ที่อยู่ห่างไกลทำให้เราเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังมากสำหรับการศึกษารัศมีและทดสอบแบบจำลองปัจจุบันของเราเกี่ยวกับขนาดและมวลของดาราจักรของเรา"