Một nhóm các nhà thiên văn học đã cố gắng cải thiện việc đo khoảng cách đến thiên hà láng giềng gần nhất của chúng ta và, trong quá trình đó, tinh chỉnh một tính toán thiên văn giúp đo sự giãn nở của vũ trụ.
Hằng số Hubble là một đại lượng cơ bản đo tốc độ hiện tại mà vũ trụ của chúng ta đang mở rộng. Nó được đặt theo tên của nhà thiên văn học Carnegie thế kỷ 20 Edwin P. Hubble, người đã làm kinh ngạc thế giới khi phát hiện ra rằng vũ trụ của chúng ta đã phát triển liên tục kể từ khi thành lập. Xác định hằng số Hubble (một phép đo trực tiếp về tốc độ mở rộng liên tục này) là rất quan trọng để đo tuổi và kích thước của vũ trụ của chúng ta. Một trong những sự không chắc chắn lớn nhất gây ra các phép đo trong quá khứ của hằng số Hubble có liên quan đến khoảng cách đến Đám mây Magellan Lớn (LMC), thiên hà lân cận gần nhất của chúng ta, quay quanh Dải Ngân hà của chúng ta.
Hydrogen trong LMC.A chỉ cách xa 180.000 năm ánh sáng, LMC được nhìn thấy rất chi tiết trong bức ảnh kính viễn vọng 4 khung rất sâu này, một hình ảnh cho thấy vệ tinh Milky Way Way có sự xuất hiện của một thiên hà xoắn ốc có hình dạng thanh mảnh. Tín dụng: Marco Lorenzi (Sao vang)
Các nhà thiên văn học khảo sát quy mô của Vũ trụ bằng cách đầu tiên đo khoảng cách đến các vật thể gần nhau (ví dụ các ngôi sao biến Cepheid được nghiên cứu bởi Wendy Freedman, giám đốc Đài quan sát Carnegie và cộng tác viên của cô) và sau đó sử dụng các quan sát của các vật thể này trong các thiên hà xa hơn để ghim xuống khoảng cách xa hơn và xa hơn trong vũ trụ. Nhưng chuỗi này chỉ chính xác như liên kết yếu nhất của nó. Cho đến nay, việc tìm kiếm một khoảng cách chính xác đến LMC đã tỏ ra khó nắm bắt. Vì các ngôi sao trong thiên hà này được sử dụng để cố định thang đo khoảng cách cho các thiên hà xa hơn, nên một khoảng cách chính xác là rất quan trọng.
Vì các LMC rất gần và chứa một số lượng đáng kể các chỉ số khoảng cách sao khác nhau, hàng trăm phép đo khoảng cách sử dụng nó đã được ghi lại trong nhiều năm qua, ông Thompson Thompson cho biết. Thật không may, gần như tất cả các quyết định đều có lỗi hệ thống, với mỗi phương pháp mang theo sự không chắc chắn của chính nó.
Sự hợp tác quốc tế đã tìm ra khoảng cách đến Đám mây Magellan Lớn bằng cách quan sát các cặp sao gần gũi hiếm gặp, được gọi là nhị phân che khuất. Các cặp này được liên kết hấp dẫn với nhau và một lần trên mỗi quỹ đạo, như nhìn thấy từ Trái đất, tổng độ sáng từ hệ thống giảm xuống khi mỗi thành phần che khuất bạn đồng hành của nó. Bằng cách theo dõi những thay đổi độ sáng này một cách cẩn thận và cũng đo tốc độ quỹ đạo của các ngôi sao, có thể tìm ra mức độ lớn của các ngôi sao, khối lượng của chúng và thông tin khác về quỹ đạo của chúng. Khi điều này được kết hợp với các phép đo cẩn thận về độ sáng rõ ràng, khoảng cách chính xác đáng kể có thể được xác định.
Phương pháp này đã được sử dụng trước khi thực hiện các phép đo với LMC, nhưng với các ngôi sao nóng. Như vậy, một số giả định nhất định phải được đưa ra và khoảng cách không chính xác như mong muốn. Công trình mới này, do Grzegorz Pietrzynski của Đại học de Concepcion ở Chile và Đài quan sát Đại học Warsaw ở Ba Lan dẫn đầu, đã sử dụng các quan sát có giá trị 16 năm để xác định một mẫu các sao nhị phân khối lượng trung gian có chu kỳ quỹ đạo cực kỳ dài, hoàn hảo để đo chính xác và khoảng cách chính xác.
Nhóm nghiên cứu đã quan sát tám trong số các hệ thống nhị phân này trong hơn tám năm, thu thập dữ liệu tại Đài thiên văn Las Campanas và Đài thiên văn Nam châu Âu. Khoảng cách LMC được tính toán bằng tám ngôi sao nhị phân này hoàn toàn theo kinh nghiệm, không dựa vào mô hình hóa hoặc dự đoán lý thuyết. Nhóm nghiên cứu đã tinh chỉnh sự không chắc chắn trong khoảng cách đến LMC xuống còn 2,2%. Phép đo mới này có thể được sử dụng để giảm độ không đảm bảo trong tính toán của hằng số Hubble xuống còn 3%, với triển vọng cải thiện độ không đảm bảo này lên 2% trong vài năm khi mẫu sao nhị phân tăng lên.
Thông qua Viện khoa học Carnegie