Sebuah tim astronom telah berhasil meningkatkan pengukuran jarak ke galaksi tetangga terdekat kami dan, dalam prosesnya, menyempurnakan perhitungan astronomi yang membantu mengukur perluasan alam semesta.
Konstanta Hubble adalah kuantitas fundamental yang mengukur laju saat ini di mana alam semesta kita berkembang. Dinamai setelah astronom Carnegie Abad 20, Edwin P. Hubble, yang mengejutkan dunia dengan menemukan bahwa alam semesta kita telah tumbuh terus sejak awal. Menentukan konstanta Hubble (pengukuran langsung dari laju ekspansi berkelanjutan ini) sangat penting untuk mengukur usia dan ukuran alam semesta kita. Salah satu ketidakpastian terbesar yang mengganggu pengukuran masa lalu dari konstanta Hubble telah melibatkan jarak ke Large Magellanic Cloud (LMC), galaksi tetangga terdekat kita, yang mengorbit Bimasakti kita sendiri.
Hidrogen dalam LMC. Hanya 180.000 tahun cahaya jauhnya, LMC terlihat dalam detail yang luar biasa dalam mosaik gambar teleskopik 4 bingkai yang sangat dalam ini, sebuah pandangan yang mengungkapkan satelit Bima Sakti untuk memiliki penampilan galaksi spiral bared yang masih muda. Kredit: Marco Lorenzi (Gema Bintang)
Para astronom mensurvei skala Semesta dengan terlebih dahulu mengukur jarak ke objek dekat (misalnya bintang variabel Cepheid yang dipelajari oleh Wendy Freedman, direktur Carnegie Observatories, dan kolaboratornya) dan kemudian menggunakan pengamatan objek-objek ini di galaksi yang lebih jauh untuk menjabarkan jarak lebih jauh dan lebih jauh di alam semesta. Tetapi rantai ini hanya seakurat tautan terlemahnya. Hingga kini menemukan jarak yang tepat ke LMC telah terbukti sulit dipahami. Karena bintang di galaksi ini digunakan untuk memperbaiki skala jarak untuk galaksi yang lebih jauh, jarak yang akurat sangat penting.
"Karena LMC dekat dan berisi sejumlah besar indikator jarak bintang yang berbeda, ratusan pengukuran jarak yang digunakan telah dicatat selama bertahun-tahun," kata Thompson. "Sayangnya, hampir semua determinasi memiliki kesalahan sistemik, dengan masing-masing metode membawa ketidakpastiannya sendiri."
Kolaborasi internasional berhasil menempuh jarak ke Awan Magellan Besar dengan mengamati sepasang bintang dekat yang langka, yang dikenal sebagai biner gerhana. Pasangan-pasangan ini terikat secara gravitasi satu sama lain, dan sekali per orbit, seperti yang terlihat dari Bumi, kecerahan total dari sistem turun ketika masing-masing komponen melampaui pasangannya. Dengan melacak perubahan kecerahan ini dengan sangat hati-hati, dan juga mengukur kecepatan orbit bintang-bintang, dimungkinkan untuk mengetahui seberapa besar bintang-bintang itu, seberapa besar bintang-bintang itu, dan informasi lain tentang orbitnya. Ketika ini dikombinasikan dengan pengukuran cermat dari kecerahan yang tampak, jarak yang sangat akurat dapat ditentukan.
Metode ini telah digunakan sebelumnya dalam melakukan pengukuran ke LMC, tetapi dengan bintang panas. Dengan demikian, asumsi tertentu harus dibuat dan jaraknya tidak seakurat yang diinginkan. Karya baru ini, yang dipimpin oleh Grzegorz Pietrzynski dari Universidad de Concepcion di Chili dan Observatorium Universitas Warsawa di Polandia, menggunakan pengamatan selama 16 tahun untuk mengidentifikasi sampel bintang biner massa menengah dengan periode orbital yang sangat panjang, sempurna untuk mengukur secara presisi dan jarak yang akurat.
Tim mengamati delapan dari sistem biner ini selama delapan tahun, mengumpulkan data di Las Campanas Observatory dan European Southern Observatory. Jarak LMC yang dihitung menggunakan delapan bintang biner ini adalah murni empiris, tanpa bergantung pada pemodelan atau prediksi teoritis. Tim memperbaiki ketidakpastian dalam jarak ke LMC turun menjadi 2,2 persen. Pengukuran baru ini dapat digunakan untuk mengurangi ketidakpastian dalam perhitungan konstanta Hubble menjadi 3 persen, dengan prospek peningkatan ini menjadi ketidakpastian 2 persen dalam beberapa tahun karena sampel bintang biner meningkat.
Via Carnegie Institution for Science