宇宙のマイルマーカーとして珍しいタイプの巨大なセファイド変光星を使用して、天文学者は、以前に可能であったよりも3倍離れた空間で物体までの距離を測定する方法を発見しました。しかし天文学者は、「超長周期」（ULP）セファイド変数をビーコンとして使用して、最大3億光年以上の距離を測定する方法を発見しました。
古典的なセファイドは明るいですが、地球から1億光年を超えると、他の明るい星の間で信号が失われます。
しかし、ULPは非常にゆっくりと脈打つセファイドのまれで超明るいクラスです。
天文学者はまた、ULPセファイドは他のセファイドと同じように進化しないと長い間考えてきました。しかし、この研究では、天文学者は、ULPセファイドが古典的なセファイドと同じように進化しているという最初の証拠を発見しました。
星までの距離を計算するにはいくつかの方法があり、天文学者はしばしば間接的に距離を測定する方法を組み合わせる必要があります。通常の例えははしごであり、新しい方法はそれぞれ別の方法よりも高いラングです。宇宙距離ラダーの新しい横線ごとにエラーが追加され、測定全体の精度が低下します。したがって、はしごの横線をスキップできる単一の方法は、宇宙を精査するための貴重なツールです。
オハイオ州立大学の天文学教授であるクシストフスタネックは、2006年に銀河M33の連星系から発せられる光を使用して、その銀河までの距離を初めて測定したときに、直接測定手法を適用しました。 M33は地球から300万光年離れています。
ULPセファイドを使用するこの新しい手法は異なります。これは間接的な方法ですが、この最初の研究では、この方法がM33よりもはるかに遠い銀河に有効であることを示唆しています。
「超長周期セファイドは潜在的に強力な距離指標であることがわかりました。 50〜100メガパーセク（1億5000万-3億2600万光年）の範囲の銀河への最初の直接的な恒星距離測定を提供できると私たちは信じています。
研究者は通常、超長周期のセファイドに注意を払わないため、天文学の記録にはほとんどありません。この研究では、スタネック、バード、オハイオ州の博士課程のホセ・プリエトが18のULPセファイドを文献から明らかにしました。
それぞれが小さなマゼラン雲などの近くの銀河にありました。これらの近くの銀河までの距離はよく知られているため、天文学者はその知識を使用してULPセファイドまでの距離を調整しました。
彼らは、ULPセファイドを使用して、10〜20％の誤差で距離を決定できることを発見しました。これは、宇宙距離ラダーを構成する他の方法に典型的な速度です。
「恒星調査でULPセファイドに注目する人が増えるにつれ、このエラーを減らしたいと考えています」とBird氏は述べています。 「これまでに示したのは、この方法が原理的に機能し、結果が有望であることです。」
バードは、天文学者が過去にULPセファイドを無視した理由を説明しました。
短周期のセファイド（数日ごとに明るくなり、暗くなる）は、その周期が明るさに直接関係しているため、空間で優れた距離マーカーになります。天文学者はその明るさ情報を使用して距離を計算できます。北極星であるポラリスは、よく知られた古典的なセファイドです。
しかし、天文学者は常に、ULPセファイド（数か月以上の経過で明るくなり、暗くなる）はこの関係に従わないと考えてきました。彼らは典型的なセファイドよりも大きくて明るいです。実際、それらはほとんどの星より大きく、明るいです。たとえば、この研究では、18のULPセファイドのサイズは、太陽の質量の12〜20倍でした。
明るさはそれらを良い距離マーカーにします、とスタネックは言いました。典型的なセファイドは、その光が他の星と混じり合うため、遠方の銀河で見つけるのが困難です。 ULPセファイドは目立つほど明るい。
天文学者はまた、ULPセファイドが他のセファイドと同じように進化しないことを長い間疑っていました。しかし、この研究では、オハイオ州立チームは、ULPセファイドがより古典的なセファイドと同じように進化しているという最初の証拠を発見しました。
古典的なセファイドは、その寿命を通じて何度も熱くなり、冷たくなります。その間に、星の外層が不安定になり、明るさが変化します。 ULPセファイドは、この不安定な期間を1度だけ通過し、高温から低温への一方向のみを通過すると考えられています。
しかし、天文学者がこの研究のために文学のさまざまな部分からのデータをつなぎ合わせたとき、彼らはULPセファイド（小型マゼラン雲と呼ばれるHV829の星）の1つが明らかに反対方向に動いていることを発見しました。
40年前、HV829は87.6日ごとにパルスしました。現在は84.4日ごとにパルスが出ています。文献に記載されている他の2つの測定では、期間が数十年の間に着実に縮小していることが確認されています。これは、星自体が縮小し、高温になっていることを示しています。
天文学者は、ULPセファイドが天文学者が宇宙を測定するだけでなく、非常に巨大な星がどのように進化するかについてさらに学ぶのを助けるかもしれないと結論しました。
これらの結果の一部は2009年4月のAstrophysical Journalで報告されました。その論文が書かれて以来、オハイオ州の天文学者はアリゾナ州ツーソンにある大型双眼鏡望遠鏡を使用してULPセファイドを探し始めています。スタネックは、銀河M81でいくつかの良い候補を見つけたと言いますが、それらの結果はまだ確認されていません。
出典：AAS、オハイオ州立大学
