Kredit:NASA, ESA; CC BY 4.0
Denna samling bilder från NASA/ESA Hubble Space Telescope, som sträcker sig från 2003 till 2021, har galaxer som alla är värdar för både Cepheidvariabler och supernovor. Dessa två himmelska fenomen är båda avgörande verktyg som används av astronomer för att bestämma astronomiska avstånd, och har använts för att förfina vår mätning av Hubbles konstant, universums expansionshastighet
Var och en av bilderna i denna speciella samling har en spiralgalax som är värd för både Cepheidvariabler och en speciell klass av supernovor, två anmärkningsvärda stjärnfenomen som på ytan inte har mycket gemensamt:Cepheidvariabler är pulserande stjärnor som regelbundet lyser upp och dim och typ Ia-supernovor är de katastrofala explosioner som markerar en het, tät vit dvärgstjärnas dödsfall. Båda kan dock användas av astronomer för att mäta avståndet till ett astronomiskt objekt.
Att fastställa avståndet till en himlakropp är en enorm utmaning för astronomer; det kan vara svårt att skilja mellan objekt som är mörka och relativt nära jorden och de som är ljusa och avlägsna. För att hjälpa till att övervinna denna utmaning har astronomer utvecklat vad som kallas den kosmiska avståndsstegen, en serie avståndsbestämmande metoder, organiserade efter de relativa avstånd som de kan mäta. Två viktiga steg i denna stege är Cepheidvariabler och supernovor:Cepheidvariabler eftersom perioden med vilken de pulserar kan användas för att beräkna deras avstånd; och supernovor eftersom varje supernovaexplosion av typ Ia når samma kända ljusstyrka, vilket betyder att dess ljusstyrka sett från jorden kan användas för att härleda dess avstånd. Alla galaxer som presenteras i denna samling är värd för Cepheidvariabler och har haft minst en supernovaexplosion av typ Ia i dem under de senaste 40 åren. En av galaxerna, NGC 2525, innehöll till och med en supernova som fångades i realtid i en anmärkningsvärd timelapse.
Redan innan den lanserades var ett av Hubbles främsta vetenskapsmål att observera Cepheidvariabler och supernovor. Dessa observationer kan hjälpa till att mäta universums expansionshastighet, ett värde som astronomer kallar Hubble-konstanten. Generationer av astronomer har förfinat detta värde under nästan 30 år med hjälp av data från mer än 1 000 timmars Hubble-tid. Senast använde ett team av astronomer som heter SH0ES observationer av alla supernovor som Hubble sett under de senaste 40 åren – inklusive de i galaxerna som visas här – för att bestämma värdet på Hubble-konstanten som 73,04 ± 1:04 kms-1 Mpc -1.
"Det här är vad rymdteleskopet Hubble byggdes för att göra. Du får standardmåttet för universum från teleskopens guldstandard", säger ädelpristagaren Adam Riess från Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland, som leder SH0ES-teamet. "Detta är Hubbles magnum opus."
Intressant nog skiljer sig expansionshastigheten som bestäms från observationsdata från teleskop avsevärt från värdet som förutsägs av vår nuvarande standard kosmologiska modell av universum. Rikigheten i Hubble-data betyder att det är försvinnande osannolikt att detta har skett genom ett slumpmässigt urval av vilseledande observationer.
Den breda samlingen av Cepheid variabla galaxer och supernovor som observerats av Hubble valdes ut i sex olika förslag för att observera tid med teleskopet. Även om dessa förslag var en del av Hubbles decennielånga strävan att exakt mäta universums expansionshastighet, producerade observationerna också en mängd vackra galaktiska porträtt, som de av NGC 5643, NGC 7329, NGC 105 och NGC 3254. Ytterligare andra. har tidigare varit med i Hubble Pictures of the Week och andra utgåvor, inklusive NGC 691, NGC 1559, NGC 2525, NGC 2608 och NGC 3147. + Utforska vidare
