Имеющаяся в настоящее время шкала расстояний в Мире галактик недостоверна, потому, что построена на приблизительных данных о расстоянии до ближайших к нам звезд, на гипотетических оценках параметров этих звезд, на бессмысленной формуле Ньютона.
Определения расстояний до нескольких ближайших звезд базируются на измерениях годичного смещения звезды на небесной сфере, обусловленного орбитальным движением Земли вокруг Солнца, или параллакса. Фотографическими методами параллакс определяется со средней точностью порядка 0,02”-0,05” (угловых секунд). С Земли только для ближайших звёзд в пределах 20-30 парсек этим методом расстояния можно измерить с не более чем 50% точностью.
Для ориентирования в пределах Галактики требуется точность не менее чем 5-10%.
Переносить оценки расстояний до ближайших звезд на галактические масштабы позволяет информация о светимостях звёзд. Разница светимости и видимого блеска звезды, соотнесенная с величиной поглощения света (A), позволяет рассчитать расстояние до звезды по формуле m – M = 5lgR – 5 + A.
Абсолютную величину для некоторых типов звёзд определяют по известным параллаксам подобных звёзд имеющихся в окрестностях Солнца, а для определения светимостей ярких звёзд используют рассеянные звёздные скопления, расстояния до звёзд которых, практически одинаковы.
Стандартным репером для измерения расстояний стало скопление Гиады расстояние, до которого нашли равным 45 ± 1 парсек.
Одними из реперов для определения расстояний между космическими объектами стали пульсирующие со строгой цикличностью и, имеющие чёткую зависимость между периодом пульсаций и средней абсолютной величиной, переменные звёзды-сверхгиганты спектральных классов F-G – цефеиды. Средняя светимость цефеид соответствует формуле: M (средняя) приблизительно равна -1,0m – 2,9m lgP, где P период изменения блеска в сутках.
В Галактике известно более 1000 цефеид, их периоды изменения блеска от 2 до 68 суток, амплитуда до 1,5m.
Цефеиды, как и другие молодые объекты позволяет распознать строение спирального узора Галактики.
С помощью цефеид можно оценивать фотометрические расстояния до других галактик, где они найдены.
Другими реперами для определения расстояний являются так же пульсирующие переменные звёзды подобные RR Лиры, имеющие приблизительно одну и ту же среднюю светимость, но меняющие свой блеск с периодами от 0,4 до 1 суток.
С помощью звезд реперов, неоднократно определяли расстояние до центра Галактики R0. Но по поводу этого расстояния согласия нет. Оценки R0 находятся в пределах от 6,5 по звёздам подобным RR Лиры до 10 килопарсек по цефеидам. Для построения межгалактической шкалы были использованы цефеиды.
С помощью цефеид определены расстояния до некоторых спиральных галактик, находящихся на расстояниях около 10 мегапарсек, где уже заметно системное “красное смещение” и, рассчитав постоянную Хаббла (H), в 68 км в секунду на мегапарсек, “определили время расширения вселенной в 13,8 миллиарда лет”.
Ясность в вопрос о том, по каким звездам реперам расстояния определены правильнее, внес проект HIPPARCOS (High Precision PARallax Collecting Satellite) в котором были определены параллаксы 118 000 звёзд в сфере вокруг Солнца радиусом примерно 500 парсек. В этой сфере оказались и цефеиды, причем расстояния до контрольных цефеид оказались гораздо меньшими, иногда не менее чем на четверть меньшими, чем считалось до этого. То есть расстояние до центра нашей Галактики не больше 6 килопарсек, то есть около 20 тысяч световых лет . И расстояния до ближайших галактик имеющих системное “красное смещение” явно на 40% меньше принятых.
Второй рукав нашей Галактики обнаружен.
О том, что наша Галактика компактней чем предполагалось ранее, на 221-ом заседании Американского астрономического сообщества, заявила Элис Дисон (Alis Deason), астроном университета Калифорнии в Санта-Круз. Впрочем, сейчас к нашей Галактике стали относить газовую составляющую ранее к ней не относимую, и даже галактики спутники, то есть, можно сказать, что Галактика больше считавшейся ранее, но на её массу такое как бы увеличение размеров не повлияло..
Элис Дисон и ее коллеги ориентировались на самые далекие звезды в гало Млечного Пути. Разброс скоростей у этих звезд и позволил рассчитать массу Млечного Пути в 500-1000 миллиардов солнечных, что вдвое меньше считающейся.
Период обращения Солнечной системы вокруг центра галактики можно определить геологическими методами. Это сделали физики Калифорнийского университета в Беркли и Национальной Лаборатории имени Лоуренса, о чем они написали статью в журнале Nature. Они выявили, что видовое разнообразие морских животных Земли меняется циклически, достигая максимумов и минимумов приблизительно каждые 62 миллиона лет, то есть период оборота Солнечной системы вокруг центра галактики 124 миллиона лет, а не 220 как вычислялось из определения расстояния до этого центра в 10 килопарсек.
Цикличность изменения видового разнообразия животных на Земле может быть связана с тем, что геологические процессы подчинены влиянию пересечения Солнечной системой, движущейся в Галактике по орбите наклоненной на 7 градусов к плоскости Галактики, этой плоскости 2 раза за период оборота. Трудность найти цикличность в геологических процессах в том, что эта шкала не очень точна.
Если посмотреть в разных источниках шкалу хронологии геологических периодов, то можно увидеть огромную разницу в датировках периодов Фанерозоя. Разница может достигать 20 миллионов лет (от 570 до 550 миллионов лет) для начала Кембрийского периода, до 10 миллионов лет для датировок периодов мезозоя и до 5 миллионов для начала кайнозоя.
Открытие завышенности расстояний в космосе определяемым по цефеидам сделанные спутником HIPPARCOS вызвали бурю возмущения космологов, и, хотя эти данные как бы были приняты к сведению, но ошибочные оценки расстояний с помощью цефеид исправлены не были. Наоборот космологи стали искать ошибки в определении расстояний с помощью спутника HIPPARCOS.
Согласно исследованию команды астрофизиков из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) галактика Андромеда, ближайшая к нам крупная галактика, сопоставима по массе с Млечным Путем. Полученные данные идут вразрез предыдущим представлениям об Андромеде, размеры которой были вычислены исходя из представлений о расстоянии до неё, и считалось, что она в два-три раза превосходит нашу Галактику. Результаты работы представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Определение массы галактик всегда было сложной задачей, и справиться с ней нам помогло понятие космической скорости. Для преодоления гравитационного тяготения Земли при запуске ракеты ей придают скорость 11 километров в секунду. Наша родная галактика, Млечный Путь, в триллион раз массивнее крошечной планеты, поэтому, чтобы избежать ее гравитации, нам бы пришлось разогнать ракету до 550 километров в секунду. Подобные вычисления, основанные на движении звезд в гало Андромеды, и позволили нам установить массу галактики», – рассказывает Прайваль Кафле из Университета Западной Австралии.
Изучив орбиты высокоскоростных звезд в соседке, ученые обнаружили, что масса Андромеды лишь в 800 миллиардов раз больше солнечной, что сопоставимо с массой Млечного Пути. А расстояние до неё, сответственно, оказалось меньше.