Des phares stellaires dans les galaxies lointaines express
Dans les galaxies lointaines vivent de vieilles étoiles qui se gonflent et rougissent. Parmi elles, deux groupes ressemblent à des phares : les unes viennent tout juste d'allumer la combustion de l'hélium, les autres brûlent déjà du carbone et de l'oxygène. À l'aide du télescope Hubble, les astronomes ont scruté 92 galaxies et comparé la luminosité de ces deux types d'étoiles.
Il s'avère que les étoiles en fin de vie (branche asymptotique des géantes) sont en moyenne 0.589 magnitude plus brillantes que celles au sommet de la branche des géantes rouges. C'est comme si vous aviez une règle avec deux graduations, et que la distance entre elles était toujours la même, quelle que soit la galaxie, indépendamment de la poussière et de la distance. Désormais, en mesurant la luminosité d'une telle étoile, on peut calculer à quelle distance se trouve sa galaxie.
Cela ouvre la voie à la mesure des distances de galaxies qui étaient auparavant trop faibles pour de telles méthodes. D'ores et déjà, les données d'archives de Hubble permettent de repérer ces étoiles-phares dans des galaxies situées jusqu'à 9 mégaparsecs, soit environ 30 millions d'années-lumière.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.14304
Hubble Space Telescope (HST) observations of 92 galaxies that have a strong showing of I-band Asymptotic Giant Branch (IAGB) stars in their color-magnitude diagrams (CMDs), are used to measure the relative offset between the mean apparent I-band magnitudes of the IAGB population and the corresponding apparent I-band magnitudes of the TRGB as measured in the same frames (and CMDs) of those individual galaxies. This first exploratory, large-sample comparison is independent of any extinction (foreground or internal) that may be shared by these two populations. The marginalized luminosity functions used to determine the modal value of the {\it IAGB } population are well fit by a single, symmetric Gaussian. The difference in the two apparent magnitudes (in the sense IAGB minus TRGB) is -0.589 mag, with a combined standard deviation of +/- 0.119 mag. Adopting M_I = -4.05 mag for the TRGB stars, the modal absolute magnitude of the IAGB is then calculated to be M_I(IAGB) = -4.64 +/- 0.12 mag. The ensemble dispersion quoted above gives a standard error on the mean of +/- 0.012 mag (based on the full sample of 92 galaxies). Independently, the three geometry-based zero points for I-band AGB stars are found (in Paper I) to be M_I = -4.49 +/- 0.003~mag in the LMC (4204 stars), M_I = -4.67 +/- 0.008 mag, for the SMC (916 stars) and M_I = -4.78 +/- 0.030 mag for NGC4258 (62 stars), leading to a global zero-point (weighted) average of
Les étoiles de la branche asymptotique des géantes pulsent avec des périodes de plusieurs centaines de jours, et leur luminosité varie comme celle d'une ampoule qui clignote lentement.
Dans le roman « La Lumière des galaxies lointaines », les astronautes utilisent ces étoiles comme des balises de navigation naturelles pour ne pas perdre le cap dans l'espace intergalactique.