Стандартная свеча - о женщине которая нашла линейку для Вселенной. Выше голову #37
Henrietta Swan Leavitt (July 4, 1868 - December 12, 1921)
Для определения расстояний до звезд в других галактиках и расстояний до самих этих галактик используется метод стандартных свечей. Как известно, чем дальше от наблюдателя расположен источник света, тем более тусклым он кажется наблюдателю. Т.е. освещенность лампочки на расстоянии 2 м будет в 4 раза меньше, чем на расстоянии 1 метр. Это и есть принцип, по которому измеряется расстояние до объектов методом стандартных свечей. И вся проблема заключается в нахождении такой «лампочки» в космосе, светимость (аналог мощности источника) которых известна.
В 1908 году сотрудница Гарвардской обсерватории Генриетта Ливитт обнаружила корреляцию между периодами группы переменных звезд в Малом Магеллановом Облаке и их блеском. Уже тогда было известно, что Магеллановы Облака (две ближайших к Млечному Пути галактики) являются весьма удаленными объектами. Ливитт пришла к заключению, что «так как переменные звезды по всей вероятности находятся примерно на одном и том же расстоянии от Земли, их периоды, по-видимому, связаны с их реальной излучательной способностью, определяющейся их массой, плотностью и поверхностной яркостью».
В 1913 году Эйнар Герцшпрунг установил, что переменные звезды в Магеллановых Облаках - такие же, как и в окрестностях Солнца, и открытая Ливитт прежде зависимость периода и светимости везде одинакова. Тогда же Герцшпрунг ввёл само обозначение «цефеида» - по названию звезды δ Цефея. Он предположил, что, используя, полученные при наблюдениях периоды пульсаций и видимые величины цефеид, можно будет установить их абсолютные звездные величины, и, следовательно, расстояния до них. С их помощью можно находить расстояния в диапазоне от 100 парсек до 20 Мпарсек, для большей части которого измерения расстояний методом параллаксов дают очень низкую точность.
Первым, в 1916-1918 годах, использовал цефеиды в качестве стандартных свеч Харлоу Шепли. Он оценил расстояния до ближайших шаровых скоплений; затем, последовательно используя другие критерии, он определил расстояния (порядка сотен тысяч световых лет) до более далёких скоплений, выяснил размеры Млечного Пути и определил, что Солнце находится на краю Галактики.
В 1925-1926 годах Эдвин Хаббл обнаружил несколько цефеид в галактике Андромеды и вычислил расстояние до них, тем самым впервые доказав существование объектов вне нашей Галактики. В дальнейшем по результатам наблюдений движения цефеид была определена форма спиральных рукавов Млечного Пути и скорость вращения объектов в нём. При этом большинство цефеид имеют очень высокие светимости, поэтому легко доступны для наблюдения те, что расположены в соседних галактиках, и благодаря этому цефеиды используют для нахождения расстояний до других галактик, что позволяет определить постоянную Хаббла, и до ещё более ярких объектов - сверхновых. Ускоренное расширение Вселенной также было открыто благодаря цефеидам: оказалось, что фотометрически определённые расстояния до самых дальних галактик не соответствуют скоростям их удаления.
Открытие Ливитт способа точного измерения расстояний в межгалактическом масштабе проложило путь к пониманию современной астрономией структуры и масштаба Вселенной. Достижения Эдвина Хаббла, который установил, что Вселенная расширяется, стали возможными благодаря исследованиям Ливитт. Хаббл часто говорил, что Ливитт заслужила Нобелевскую премию за свою работу. Математик Миттаг-Леффлер, член Шведской академии наук, пытался выдвинуть ее на эту премию в 1925 году, но узнал, что она умерла от рака тремя годами ранее. (Нобелевская премия не присуждается посмертно.)
Источники:
Лекция Липунов В. От Большого Взрыва до Великого Молчания. Закон Хаббла (с 32 минуты)
Владимир Моисеев - Краткая история астрономии Часть "Цефеиды"
Вики - Генриетта Суон Ливитт