“Klasične Cefeide” su vrsta pulsirajućih zvijezda koje ritmički svijetle i tamne tijekom vremena. Ove pulsacije pomažu astronomima mjeriti ogromne udaljenosti u svemiru, čineći Cefeide ključnim “standardnim svijećama” za razumijevanje veličine i razmjera našeg svemira. Unatoč njihovoj neizmjernoj važnosti, proučavanje Cefeida predstavlja značajan izazov. Njihove pulsacije i potencijalne interakcije s pratećim zvijezdama stvaraju složene obrasce koje je teško precizno izmjeriti. Različiti instrumenti i metode korišteni tijekom godina doveli su do nedosljednih podataka, dodatno komplicirajući naše razumijevanje ovih zvijezda.
“Praćenje pulsacija Cefeida visoko-definicijskom spektroskopijom daje nam uvid u strukturu ovih zvijezda i njihov evolucijski put,” objašnjava Richard I. Anderson, astrofizičar na EPFL-u. “Posebno, mjerenja brzine kojom se zvijezde šire i skupljaju duž linije pogleda – takozvane radijalne brzine – pružaju ključnu dopunu preciznim mjerenjima svjetline iz svemira. No, hitno su potrebna visokokvalitetna radijalna mjerenja jer su skupa za prikupljanje, a malo je instrumenata sposobnih za njihovo bilježenje.”
Projekt VELOCE
Anderson je predvodio tim znanstvenika u realizaciji projekta VELOcities of CEpheids (VELOCE), velike međunarodne suradnje koja je tijekom 12 godina prikupila više od 18.000 visokopreciznih mjerenja radijalnih brzina 258 Cefeida koristeći napredne spektrografe između 2010. i 2022. Njihovo istraživanje objavljeno je u prestižnom časopisu Astronomy & Astrophysics.
“Ovaj skup podataka služit će kao sidro za povezivanje opažanja Cefeida s različitih teleskopa kroz vrijeme i nadamo se da će potaknuti daljnja istraživanja u zajednici,” naglašava Anderson.
Projekt VELOCE je rezultat suradnje između EPFL-a, Sveučilišta u Ženevi i KU Leuvena, temeljen na opažanjima sa švicarskog Eulerskog teleskopa u Čileu i Mercator teleskopa na La Palmi. Anderson je započeo projekt VELOCE tijekom svog doktorata na Sveučilištu u Ženevi, nastavio ga kao postdoktorand u SAD-u i Njemačkoj, te ga sada završio na EPFL-u. Njegov doktorand, Giordano Viviani, bio je ključan za realizaciju VELOCE-a. Kako bi postigli izvanrednu preciznost mjerenja, istraživači projekta VELOCE koristili su dva visokorezolucijska spektrografa: HERMES na sjevernoj hemisferi i CORALIE na južnoj hemisferi. Izvan VELOCE-a, CORALIE je poznat po pronalaženju egzoplaneta, dok je HERMES ključni instrument zvjezdane astrofizike.
Dva spektrografa otkrila su male pomake u svjetlosti Cefeida, što ukazuje na njihova kretanja. Istraživači su primijenili napredne tehnike kako bi osigurali stabilnost i točnost svojih mjerenja, ispravljajući sve instrumentalne pomake i atmosferske promjene.
“Radijalne brzine mjerimo koristeći Dopplerov efekt,” objašnjava Anderson. “To je isti efekt koji policija koristi za mjerenje vaše brzine i efekt koji prepoznajete po promjeni tona kada vam se približava ili udaljava hitna pomoć.”
Otkrića projekta VELOCE
Projekt VELOCE otkrio je nekoliko fascinantnih detalja o Cefeidama. Na primjer, VELOCE podaci pružaju najdetaljniji prikaz Hertzsprungove progresije – obrasca u pulsacijama zvijezda – pokazujući dvostruke vrhove koji ranije nisu bili poznati i koji će pomoći u boljem razumijevanju strukture Cefeida kada se usporede s teorijskim modelima pulsirajućih zvijezda. Tim je otkrio da nekoliko Cefeida pokazuje složenu, moduliranu varijabilnost u svojim kretanjima. To znači da se radijalne brzine zvijezda mijenjaju na načine koje se ne mogu objasniti jednostavnim, redovitim obrascima pulsacija. VELOCE podaci otkrivaju dodatne, neočekivane varijacije u tim kretanjima.
Te varijacije nisu konzistentne s teorijskim modelima pulsacija tradicionalno korištenim za opisivanje Cefeida. “To sugerira da se unutar ovih zvijezda događaju složeniji procesi, poput interakcija između različitih slojeva zvijezde ili dodatnih (neradijalnih) pulsacijskih signala koji mogu pružiti priliku za određivanje strukture Cefeida putem astroseizmologije,” kaže Andersonova postdoktorandica Henryka Netzel. Prva otkrića takvih signala temeljenih na VELOCE-u objavljena su u popratnom radu (Netzel i sur., u tisku). Studija je također identificirala 77 Cefeida koje su dio binarnih sustava (dvije zvijezde koje kruže jedna oko druge) i pronašla još 14 kandidata. Popratni rad koji vodi Andersonova bivša postdoktorandica, Shreeya Shetye, opisuje te sustave detaljno, dodajući naše razumijevanje kako te zvijezde evoluiraju i međusobno djeluju.
“Vidimo da otprilike jedna od tri Cefeide ima nevidljivog pratioca čiju prisutnost možemo odrediti pomoću Dopplerovog efekta,” kaže Shetye. “Razumijevanje prirode i fizike Cefeida je važno jer nam govore o tome kako zvijezde općenito evoluiraju, a također se na njih oslanjamo za određivanje udaljenosti i stope širenja svemira,” zaključuje Anderson. “Dodatno, VELOCE pruža najbolje dostupne provjere za slična, ali manje precizna mjerenja iz ESA-ine misije Gaia, koja će na kraju provesti najveću anketu mjerenja radijalne brzine Cefeida.”
Ovaj projekt ne samo da obogaćuje naše znanje o ovim fascinantnim zvijezdama već i postavlja temelje za buduća istraživanja koja bi mogla otkriti još dublje tajne svemira.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
