Efter 10års omhyggelige observationer, har et internationalt hold af astronomer målt afstanden til vores nabogalakse, den Store Magellanske sky, mere præcist end nogensinde før. Denne nye måling vil også forbedre vores viden om Universets udvidelses-hastighed – Hubblekonstanten – og dette er et afgørende skridt mod forståelse af det mystiske mørke energi, der er skyld i at Universet udvider sig accelererende.

Astronomer undersøger Universets skala ved først at måle afstanden til objekter tæt på os og så bruge disse som standard lyskilder til at finde afstanden længere og længere ude i kosmos. Men denne kæde er kun så stærk som det svageste led. Indtil nu har det vist sig at være svært at finde en nøjagtig afstand til den Store Magellanske sky (LMC), en af de nærmeste galakser på Mælkevejen. Da stjernerne i denne galakse bliver brugt til at finde skala-afstanden til flere fjerntliggende galakser, er dette utroligt vigtigt.

Men nøje observationer af en sjælden slags dobbelt stjerne har allerede givet astronomerne mulighed for at udlede en meget mere præcis værdi for afstanden til LMC: 163.000 lysår.

”Jeg er meget begejstret, fordi astronomer har i hundrede år prøvet nøjagtigt at måle afstanden til den Store Magellanske Sky, og det har vist sig utroligt svært at gøre,” siger Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Chile), der er en af holdets ledere. ”Nu har vi løst dette problem ved beviseligt at have et resultat der er nøjagtigt ned til 2 %."

Forbedringerne i målingerne af afstanden til den Store Magellanske Sky, giver også bedre afstande til mange cepheide-variabel stjerner. Disse klare pulserende stjerner bliver brugt som standard lyskilder til at måle afstandene ud til mere fjerne galakser, og til at bestemme med hvilken hurtighed universet udvider sig – Hubblekonstanten. Dette er til gengæld basis for at kortlægge universet ud til de fjerneste galakser der kan ses med nutidige teleskoper. Så den mere nøjagtige afstand til den Store Magellanske Sky vil med det samme formindske usikkerheden i nuværende målinger af kosmologiske afstande.

Astronomerne fandt ud af afstanden til den Store Magellanske Sky ved at observere sjældne nære stjernepar, der kaldes formørkelsesvariable. Når disse stjerner kredser om hinanden, vil de passere ind foran hinanden. Når dette sker, set fra Jorden, vil den totale lysstyrke falde, både når den ene stjerne passerer foran den anden, og med en anden mængde når den passere bagved.

Ved at følge disse ændringer i lysstyrke meget omhyggeligt, og også måle stjernernes omløbshastighed, er det muligt at finde ud af hvor store stjernerne er, deres masse og anden information omkring deres kredsløb. Når dette kombineres med omhyggelige målinger af den totale lysstyrke og stjernernes farve, kan utroligt nøjagtige afstande findes.

Denne metode har været brugt før, men med varme stjerner. Dog bliver man i dette tilfælde, nødt til at gøre sig bestemte antagelser, og disse afstande er ikke så nøjagtige som ønsket. Men nu, for første gang, blev otte ekstremt sjældne formørkelsesvariable, hvor begge stjerner er kolde røde kæmpestjerner, identificeret. Disse stjerner er blevet studeret meget grundigt og giver en meget mere nøjagtig værdi for afstanden – nøjagtig til omkring 2 %.

”ESO leverede den perfekte samling af teleskoper og instrumenter til de nødvendige observationer til dette projekt: HARPS til ekstremt nøjagtige radialhastigheds af relativt svage stjerner, og SOFI til præcise målinger af hvor klare stjernerne så ud i infrarødt-lys,” tilføjer GrzeGorz Pietryński (Universidad de Concepción, Chile og Warsaw University Observatory, Polen), hovedforfatter på den nye Nature artikel.

”Vi arbejder på at forbedre vores metode yderligere og håber på at have en 1 % LMC afstand om meget få år fra nu. Dette har vidtrækkende konsekvenser ikke blot for kosmologi, men for mange felter indenfor astrofysik,” konkluderer Dariusz Graczyk, den anden forfatter på Nature artiklen.

Holdet brugte teleskoper på ESOs La Silla-observatorium i Chile, sammen med andre omkring på kloden. Disse resultater kan ses i 7. marts 2013 udgaven af journalen Nature.

KIlde: ESO