Цефеиды – это переменные звезды, которые имеют циклические изменения яркости. Их открытие в 1900 году Эдвином Хабблом принесло научному сообществу новый способ измерения расстояний в космосе и существенно расширило наше понимание Вселенной.
Цефеиды также называют "стандартными свечами", потому что они имеют стабильную связь между периодом их изменения яркости и абсолютной яркостью, т.е. яркостью, которую они имели бы, если бы находились на определенном расстоянии от нас. Учитывая эту связь, с помощью наблюдений цефеидов и измерения их периода колебаний, мы можем точно определить расстояние до этих звезд и используя их в качестве эталонов, измерять расстояния до других галактик.
Цефеиды существуют в разных типах галактик: спиральных, эллиптических и неправильных, их пульсации могут наблюдаться благодаря сильно развитой атмосфере. В свою очередь, эти изменения определяются переменной звездой Вольфа — Райе, но это уже другая история.
Почему же цефеиды называют "маяками Вселенной"? Как уже упоминалось, благодаря связи между периодом пульсации цефеида и его абсолютной яркостью, мы можем легко измерить расстояния до звезд этого типа. Расстояния, полученные таким путем, особенно важны в космологии, т.к. они помогают установить масштабы всего видимого нам космоса.
Например, изучение цефеидов позволило физикам-астрономам оценить расстояние до галактики Андромеды и выявить тот факт, что она находится на расстоянии 2.5 миллиона лет света от Земли. После этого люди стали понимать, что таинственные мутные облака в ночном небе - это самостоятельные галактики, расположенные за пределами нашей Млечной дороги и группы Галактик, и расположение Андромеды можно назвать началом "эпохи расширения космоса".
Используя наблюдения цефеидов, астрономы первым делом рассчитывали расстояния до соседних Галактик, затем до удаленных Галактик, а потом уже к глубокому космосу, к расположенным в десятках миллиардов световых лет галактикам и к спектакльным явлениям, называемым квазарами.
Кроме этого, цепочка цефеидов, расположенных в другом небесном объекте, могут быть также использованы для определения расстояния до другихобъектов в этом объекте. Например, цефеиды в звездных скоплениях могут использоваться для измерения расстояний до других звезд в скоплении. Это все еще очень важное знание для космологии и нашего понимания космической структуры.
Кроме того, цефеиды помогли нам определить возраст Вселенной. Зная скорость расширения космоса, мы можем рассчитать временную структуру Вселенной – время, прошедшее с момента Большого Взрыва. Однако для расчета времени нам нужно знать, насколько быстро расширение происходило в прошлом. Для этого мы используем новые наблюдения звезд цефеидов в галактиках, отстоящих на огромном расстоянии. Их измерения показывают нам насколько быстро галактики удалены от нас в прошлом. Таким образом, мы можем вычислить возраст Вселенной, который составляет около 13,8 миллиарда лет.
Цефеиды также имеют значение для физики звезд и их эволюции. Изучение этих звезд может помочь нам лучше понять жизненный цикл звезд – от зародышей в звездных туманностях до звезд-испепелителей и черных дыр в заключительный стадиях их жизни.
В заключение, цефеиды играют важную роль в нашем понимании Вселенной. Они выступают "маяками" для измерения расстояний и помогают установить масштабы космоса, оценить его возраст и изучить эволюцию звезд. Цефеиды продолжают быть объектом активных исследований в астрономии, и их изучение открывает перед нами новые грани космического познания.