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Les astronomes proposent une nouvelle façon de mesurer les distances des galaxies

Les astronomes ont proposé d’utiliser des étoiles RR Lyr à double période pour mesurer avec précision les distances des galaxies. Cette méthode, qui permet d’échantillonner des galaxies à des distances infimes plus de 20 fois, élimine le besoin d’observations spectroscopiques. Ci-dessus, une carte intuitive 3D du groupe local. Crédit : NAOC

L’univers est vaste et comprend des centaines de milliards de galaxies. Pour les galaxies proches de nous, nous déterminons principalement leurs distances à l’aide des étoiles classiques Céphéides et RR Lyrae (RR Lyra).

Les étoiles RR Lyr sont des variables pulsantes qui brillent 100 fois plus fort que notre soleil et sont plus de deux fois plus vieilles. Elle peut être utilisée comme bougie standard pour mesurer les distances des galaxies, en raison de la relation étroite entre leur période de pulsation et leur luminosité pour la même abondance d’éléments.

Sur la base de ces connaissances, les astronomes des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) ont proposé d’utiliser les étoiles RR Lyr à double période pour mesurer les distances des galaxies, tout en améliorant l’erreur de distance des galaxies à 1-2 %.

Leurs découvertes ont été récemment publiées dans la revue Astronomie naturelle.

Environ 5 % des étoiles RR Lyr pulsent avec plus d’un cycle. Les étoiles à double période RR Lyr sont uniques car les deux périodes sont liées à des propriétés stellaires telles que la masse et l’abondance des éléments.

Mesures de distance et abondances élémentaires des galaxies naines et graphique des amas globulaires

Mesures de la distance et des abondances élémentaires des galaxies naines et des amas globulaires. Crédit : NAOC

« Nous avons constaté que l’abondance des éléments peut être représentée par deux périodes et qu’une relation entre la période et la luminosité a donc été établie indépendamment de l’abondance des éléments », a déclaré le Dr Chen Xiaodian, auteur principal de l’étude.

Par rapport aux mesures d’abondance des éléments, les mesures de périodes sont simples et précises.

« Notre travail fournit une méthode permettant d’obtenir des mesures de distance des galaxies proches à partir de la seule photométrie, sans recourir à des observations spectroscopiques », a déclaré le Dr Ding Licai, chercheur principal au NAOC et co-auteur de l’étude. « Cela augmentera l’échantillon de galaxies lointaines à haute résolution d’un facteur 20 ou plus. »

Les étoiles à double période RR Lyr sont des sondes précieuses qui fournissent non seulement des distances fiables, mais également des informations sur l’abondance des éléments.

Dans les années à venir, le télescope de la Station spatiale chinoise et l’observatoire Vera C. Rubin découvriront des dizaines de milliers d’étoiles RR Lyr à double période dans les galaxies proches. En utilisant la méthode de mesure de distance à double période RR Lyr, nous espérons voir une carte 3D intuitive du groupe local et obtenir une constante de Hubble haute résolution.

Référence : « Utilisation des étoiles RR Lyrae double mode comme indicateurs puissants de distance et de métallicité » par Xiaodian Chen, Jianxing Zhang, Shu Wang et Licai Deng, 19 juin 2023, disponible ici. Astronomie naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41550-023-02011-y

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Delphine Perrault

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