АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2025, том 80, № 4, страницы 567–572
Двойные противоречия соотношений для цефеид NGC 4258 по HV I-данным SH0ES и важные законы поглощения
© 2025
Д. Маджаесс1*
1Университет Маунт-Сент-Винсент, Галифакс, Новая Шотландия, B3M 2J6 Канада
*E-mail: Daniel.Majaess@msvu.ca
*E-mail: Daniel.Majaess@msvu.ca
УДК 524.333:524.662
Поступила в редакцию 26 апреля 2025 года; после доработки 10 сентября 2025 года; принята к публикации 15 октября 2025 года
Представлены данные исследований классических цефеид в ключевой галактике NGC 4258 в рамках проекта S\(H_0\)ES (Supernovae and \(H_0\) for the Equation of State of dark energy) \(HV I\) в 2016–2022 гг. дают дважды противоречивые функции Везенхайта–Ливитт: \(\Delta W_{0,H-VI} = -0\,.\!\!^{\rm m}13\pm0\,.\!\!^{\rm m}0\) (\(-0\,.\!\!^{\rm m}17\) невзвешенные), при ранее отмеченной \(\Delta W_{0,I-VI}\simeq-0\,.\!\!^{\rm m}3\), что в сочетании с дополнительными данными указывает на необходимость тщательной проверки оценки \(H_0 \pm \sigma_{H_0}\), полученной по данным S\(H_0\)ES 2016 года для NGC 4258 (то есть \(\sigma_{H_0}/{H_0}\gtrsim 6\)%). Неопределенности в оценках расстояния до цефеид дополнительно усугубляются неоднозначностями закона поглощения, свойственными подобным соотношениям Ливитт (например, NGC 4258), особенно для сравнительно слабо затененных переменных (например, \(\Delta d \gtrsim 4\)%, покрасневшие подвыборки цефеид в Млечном Пути, M 31, NGC 2442, NGC 4424, NGC 5643, NGC 7250). Наконец, в ходе анализа было выявлено, что база данных S\(H_0\)ES 2022 года содержит неверные данные фотометрии цефеид ММО.
Ключевые слова:
звезды: переменные: цефеиды — космология: шкала расстояний — хаббловская константа
ФинансированиеСписок литературы
Данная работа в рамках финансирования института (организации). Дополнительных грантов на проведение или руководство данным исследованием не поступало.
Список литературы
1. L. N. Berdnikov, O. V. Vozyakova, and A. K. Dambis, Astronomy Letters 22 (3), 334 (1996).
2. A. Blanchard, J.-Y. He´ loret, S. Ilic´ , et al., The Open Journal of Astrophysics 7, id. 32 (2024). DOI:10.33232/001c.117170
3. G. Bono, F. Caputo, G. Fiorentino, et al., Astrophys. J. 684 (1), 102 (2008). DOI:10.1086/589965
4. J. A. R. Caldwell and I. M. Coulson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 218, 223 (1986). DOI:10.1093/mnras/218.2.223
5. G. Carraro, D. Turner, D. Majaess, and G. Baume, Astron. and Astrophys. 555, id. A50 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201321421
6. E. Chaussidon, A. de Mattia, C. Ye` che, et al., Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2025 01, id. 135 DOI:10.1088/1475-7516/2025/01/135
7. A. Ebenbichler, J. V. Smoker, R. Lallement, et al., Astron. and Astrophys. 686, id. A50 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202348871
8. G. Efstathiou, arXiv e-prints astro/ph:2007.10716 (2020). DOI:10.48550/arXiv.2007.10716
9. N. Elias-Rosa, S. Benetti, E. Cappellaro, et al.,Monthly Notices Royal Astron. Soc. 369 (4), 1880 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10430.x
10. M. M. Fausnaugh, C. S. Kochanek, J. R. Gerke, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 450 (4), 3597 (2015). DOI:10.1093/mnras/stv881
11. L. Ferrarese, J. R. Mould, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 654 (1), 186 (2007). DOI:10.1086/506612
12. E. L. Fitzpatrick, Publ. Astron. Soc. Pacific 111 (755), 63 (1999). DOI:10.1086/316293
13. W. L. Freedman and B. F. Madore, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2023 (11), id. 050 (2023). DOI:10.1088/1475-7516/2023/11/050
14. W. L. Freedman, B. F. Madore, H. J. Taylor, et al., Astrophys. J., 985 2, id. 203 (2025) DOI:10.3847/1538-4357/adce78
15. G. A. Gontcharov, Astronomy Letters 39 (2), 83 (2013). DOI:10.1134/S1063773713020047
16. A. Goobar, Astrophys. J. 686 (2), L103 (2008). DOI:10.1086/593060
17. K. D. Gordon, G. C. Clayton, K. A. Misselt, et al., Astrophys. J. 594 (1), 279 (2003). DOI:10.1086/376774
18. M. A. T. Groenewegen, Astron. and Astrophys. 363, 901 (2000). DOI:10.48550/arXiv.astro-ph/0010298
19. J. A. Hackwell and R. D. Gehrz, Astrophys. J. 194, 49 (1974). DOI:10.1086/153222
20. S. L. Hoffmann, L. M. Macri, A. G. Riess, et al., Astrophys. J. 830 (1), article id. 10 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/830/1/10
21. P. Kroupa, M. Pawlowski, and M. Milgrom, International Journal of Modern Physics D 21 (14), id. 1230003 (2012). DOI:10.1142/S0218271812300030
22. M. Lo´ pez-Corredoira, Studies in the History and Philosophy of Modern Physics 46-A, 86 (2014). DOI:10.1016/j.shpsb.2013.11.005
23. L. M. Macri, D. Calzetti, W. L. Freedman, et al., Astrophys. J. 549 (2), 721 (2001). DOI:10.1086/319465
24. L. M. Macri, K. Z. Stanek, D. Bersier, et al., Astrophys. J. 652 (2), 1133 (2006). DOI:10.1086/508530
25. B. F. Madore and W. L. Freedman, Astrophys. J. 961 (2), id. 166 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/acfaea
26. D. Majaess, Acta Astronomica 60 (2), 121 (2010). DOI:10.48550/arXiv.1006.2458
27. D. Majaess, Astrophys. J. 897 (1), id. 13 (2020). DOI:10.3847/1538-4357/ab8d1f
28. D. Majaess, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 529 (3), 2627 (2024a). DOI:10.1093/mnras/stae691
29. D. Majaess, arXiv e-prints astro/ph:2401.12964 (2024b). DOI:10.48550/arXiv.2401.12964
30. D. Majaess, H. Seuret, T. A. Harriott, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 539 (4), 3489 (2025). DOI:10.1093/mnras/staf722
31. D. Majaess, D. Turner, I. De´ ka´ ny, et al., Astron. and Astrophys. 593, id. A124 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201628763
32. D. Majaess, D. Turner, and W. Gieren, Astrophys. J. 741 (2), id. L36 (2011). DOI:10.1088/2041-8205/741/2/L36
33. D. Majaess, D. G. Turner, and W. Gieren, Astrophys. J. 772 (2), id. 130 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/772/2/130
34. E. Maoz, J. A. Newman, L. Ferrarese, et al., Nature 401 (6751), 351 (1999). DOI:10.1038/43838
35. E. Mo¨ rtsell, A. Goobar, J. Johansson, and S. Dhawan, Astrophys. J. 935 (1), id. 58 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/ac7c19
36. J. A. Newman, L. Ferrarese, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 553 (2), 562 (2001). DOI:10.1086/320969
37. D. Overbye, Lonely Hearts of the Cosmos. The Scientific Quest for the Secret of the Universe. (Harper-Collins, New York, 1991).
38. P. J. E. Peebles, Proceedings of the National Academy of Science 112 (40), 12246 (2015). DOI:10.1073/pnas.1308786111
39. G. Pietrzyn´ ski, D. Graczyk, A. Gallenne, et al., Nature 567 (7747), 200 (2019). DOI:10.1038/s41586-019-0999-4
40. M. J. Reid, D. W. Pesce, and A. G. Riess, Astrophys. J. 886 (2), id. L27 (2019). DOI:10.3847/2041-8213/ab552d
41. A. G. Riess and L. Breuval, arXive-prints astro/ph:2308.10954 (2023). DOI:10.48550/arXiv.2308.10954
42. A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, et al., Astrophys. J. 876 (1), article id. 85 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab1422
43. A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, et al., Astrophys. J. 908 (1), id. L6 (2021). DOI:10.3847/2041-8213/abdbaf
44. A. G. Riess, W. Li, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 627 (2), 579 (2005). DOI:10.1086/430497
45. A. G. Riess, L. Macri, S. Casertano, et al., Astrophys. J. 699 (1), 539 (2009a). DOI:10.1088/0004-637X/699/1/539
46. A. G. Riess, L. Macri, W. Li, et al., Astrophys. J. Suppl. 183 (1), 109 (2009b).
47. A. G. Riess, L. M. Macri, S. L. Hoffmann, et al., Astrophys. J. 826 (1), article id. 56 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/826/1/56
48. A. G. Riess, D. Scolnic, G. S. Anand, et al., Astrophys. J., 977 (1), id. 120 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad8c21
49. A. G. Riess, W. Yuan, L. M. Macri, et al., Astrophys. J. 934 (1), id. L7 (2022). DOI:10.3847/2041-8213/ac5c5b
50. V. Scowcroft, W. L. Freedman, B. F. Madore, et al., Astrophys. J. 743 (1), article id. 76 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/743/1/76
51. I. Steer, Astron. J. 160 (5), id. 199 (2020). DOI:10.3847/1538-3881/abafba
52. P. Steinhardt, Scientific American 304 (4), 18 (2011). DOI:10.1038/scientificamerican0411-36
53. S. Subramanian and A. Subramaniam, Astrophys. J. 744 (2), article id. 128 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/744/2/128
54. G. A. Tammann and B. Reindl, Proc. IAU Symp. No. 289, Ed. R. de Grijs (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2013), p. 13.
55. D. G. Turner, Astron. J. 81, 1125 (1976). DOI:10.1086/111994
56. D. G. Turner, Astrophys. and Space Sci. 337 (1), 303 (2012). DOI:10.1007/s10509-011-0833-4
57. D. G. Turner, D. J. Majaess, and D. D. Balam, Canadian Journal of Physics 92 (12), 1696 (2014). DOI:10.1139/cjp-2014-0288
58. A. Udalski, Astrophys. J. 590 (1), 284 (2003). DOI:10.1086/374861
59. R. Wojtak and J. Hjorth, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 533 (2), 2319 (2024). DOI:10.1093/mnras/stae1977
60. F. Y. Xiang, A. Li, and J. X. Zhong, Astrophys. J. 835 (1), article id. 107 (2017). DOI:10.3847/1538-4357/835/1/107
61.W. Yuan, M. M. Fausnaugh, S. L. Hoffmann, et al., Astrophys. J. 902 (1), 26 (2020). DOI:doi:10.48550/arXiv.2007.07888
62. W. Yuan, L. M. Macri, A. G. Riess, et al., Astrophys. J. 940 (1), id. 64 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/ac51db
63. G. Zasowski, S. R. Majewski, R. Indebetouw, et al., Astrophys. J. 707 (1), 510 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/707/1/510
2. A. Blanchard, J.-Y. He´ loret, S. Ilic´ , et al., The Open Journal of Astrophysics 7, id. 32 (2024). DOI:10.33232/001c.117170
3. G. Bono, F. Caputo, G. Fiorentino, et al., Astrophys. J. 684 (1), 102 (2008). DOI:10.1086/589965
4. J. A. R. Caldwell and I. M. Coulson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 218, 223 (1986). DOI:10.1093/mnras/218.2.223
5. G. Carraro, D. Turner, D. Majaess, and G. Baume, Astron. and Astrophys. 555, id. A50 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201321421
6. E. Chaussidon, A. de Mattia, C. Ye` che, et al., Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2025 01, id. 135 DOI:10.1088/1475-7516/2025/01/135
7. A. Ebenbichler, J. V. Smoker, R. Lallement, et al., Astron. and Astrophys. 686, id. A50 (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202348871
8. G. Efstathiou, arXiv e-prints astro/ph:2007.10716 (2020). DOI:10.48550/arXiv.2007.10716
9. N. Elias-Rosa, S. Benetti, E. Cappellaro, et al.,Monthly Notices Royal Astron. Soc. 369 (4), 1880 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10430.x
10. M. M. Fausnaugh, C. S. Kochanek, J. R. Gerke, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 450 (4), 3597 (2015). DOI:10.1093/mnras/stv881
11. L. Ferrarese, J. R. Mould, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 654 (1), 186 (2007). DOI:10.1086/506612
12. E. L. Fitzpatrick, Publ. Astron. Soc. Pacific 111 (755), 63 (1999). DOI:10.1086/316293
13. W. L. Freedman and B. F. Madore, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2023 (11), id. 050 (2023). DOI:10.1088/1475-7516/2023/11/050
14. W. L. Freedman, B. F. Madore, H. J. Taylor, et al., Astrophys. J., 985 2, id. 203 (2025) DOI:10.3847/1538-4357/adce78
15. G. A. Gontcharov, Astronomy Letters 39 (2), 83 (2013). DOI:10.1134/S1063773713020047
16. A. Goobar, Astrophys. J. 686 (2), L103 (2008). DOI:10.1086/593060
17. K. D. Gordon, G. C. Clayton, K. A. Misselt, et al., Astrophys. J. 594 (1), 279 (2003). DOI:10.1086/376774
18. M. A. T. Groenewegen, Astron. and Astrophys. 363, 901 (2000). DOI:10.48550/arXiv.astro-ph/0010298
19. J. A. Hackwell and R. D. Gehrz, Astrophys. J. 194, 49 (1974). DOI:10.1086/153222
20. S. L. Hoffmann, L. M. Macri, A. G. Riess, et al., Astrophys. J. 830 (1), article id. 10 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/830/1/10
21. P. Kroupa, M. Pawlowski, and M. Milgrom, International Journal of Modern Physics D 21 (14), id. 1230003 (2012). DOI:10.1142/S0218271812300030
22. M. Lo´ pez-Corredoira, Studies in the History and Philosophy of Modern Physics 46-A, 86 (2014). DOI:10.1016/j.shpsb.2013.11.005
23. L. M. Macri, D. Calzetti, W. L. Freedman, et al., Astrophys. J. 549 (2), 721 (2001). DOI:10.1086/319465
24. L. M. Macri, K. Z. Stanek, D. Bersier, et al., Astrophys. J. 652 (2), 1133 (2006). DOI:10.1086/508530
25. B. F. Madore and W. L. Freedman, Astrophys. J. 961 (2), id. 166 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/acfaea
26. D. Majaess, Acta Astronomica 60 (2), 121 (2010). DOI:10.48550/arXiv.1006.2458
27. D. Majaess, Astrophys. J. 897 (1), id. 13 (2020). DOI:10.3847/1538-4357/ab8d1f
28. D. Majaess, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 529 (3), 2627 (2024a). DOI:10.1093/mnras/stae691
29. D. Majaess, arXiv e-prints astro/ph:2401.12964 (2024b). DOI:10.48550/arXiv.2401.12964
30. D. Majaess, H. Seuret, T. A. Harriott, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 539 (4), 3489 (2025). DOI:10.1093/mnras/staf722
31. D. Majaess, D. Turner, I. De´ ka´ ny, et al., Astron. and Astrophys. 593, id. A124 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201628763
32. D. Majaess, D. Turner, and W. Gieren, Astrophys. J. 741 (2), id. L36 (2011). DOI:10.1088/2041-8205/741/2/L36
33. D. Majaess, D. G. Turner, and W. Gieren, Astrophys. J. 772 (2), id. 130 (2013). DOI:10.1088/0004-637X/772/2/130
34. E. Maoz, J. A. Newman, L. Ferrarese, et al., Nature 401 (6751), 351 (1999). DOI:10.1038/43838
35. E. Mo¨ rtsell, A. Goobar, J. Johansson, and S. Dhawan, Astrophys. J. 935 (1), id. 58 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/ac7c19
36. J. A. Newman, L. Ferrarese, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 553 (2), 562 (2001). DOI:10.1086/320969
37. D. Overbye, Lonely Hearts of the Cosmos. The Scientific Quest for the Secret of the Universe. (Harper-Collins, New York, 1991).
38. P. J. E. Peebles, Proceedings of the National Academy of Science 112 (40), 12246 (2015). DOI:10.1073/pnas.1308786111
39. G. Pietrzyn´ ski, D. Graczyk, A. Gallenne, et al., Nature 567 (7747), 200 (2019). DOI:10.1038/s41586-019-0999-4
40. M. J. Reid, D. W. Pesce, and A. G. Riess, Astrophys. J. 886 (2), id. L27 (2019). DOI:10.3847/2041-8213/ab552d
41. A. G. Riess and L. Breuval, arXive-prints astro/ph:2308.10954 (2023). DOI:10.48550/arXiv.2308.10954
42. A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, et al., Astrophys. J. 876 (1), article id. 85 (2019). DOI:10.3847/1538-4357/ab1422
43. A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, et al., Astrophys. J. 908 (1), id. L6 (2021). DOI:10.3847/2041-8213/abdbaf
44. A. G. Riess, W. Li, P. B. Stetson, et al., Astrophys. J. 627 (2), 579 (2005). DOI:10.1086/430497
45. A. G. Riess, L. Macri, S. Casertano, et al., Astrophys. J. 699 (1), 539 (2009a). DOI:10.1088/0004-637X/699/1/539
46. A. G. Riess, L. Macri, W. Li, et al., Astrophys. J. Suppl. 183 (1), 109 (2009b).
47. A. G. Riess, L. M. Macri, S. L. Hoffmann, et al., Astrophys. J. 826 (1), article id. 56 (2016). DOI:10.3847/0004-637X/826/1/56
48. A. G. Riess, D. Scolnic, G. S. Anand, et al., Astrophys. J., 977 (1), id. 120 (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad8c21
49. A. G. Riess, W. Yuan, L. M. Macri, et al., Astrophys. J. 934 (1), id. L7 (2022). DOI:10.3847/2041-8213/ac5c5b
50. V. Scowcroft, W. L. Freedman, B. F. Madore, et al., Astrophys. J. 743 (1), article id. 76 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/743/1/76
51. I. Steer, Astron. J. 160 (5), id. 199 (2020). DOI:10.3847/1538-3881/abafba
52. P. Steinhardt, Scientific American 304 (4), 18 (2011). DOI:10.1038/scientificamerican0411-36
53. S. Subramanian and A. Subramaniam, Astrophys. J. 744 (2), article id. 128 (2012). DOI:10.1088/0004-637X/744/2/128
54. G. A. Tammann and B. Reindl, Proc. IAU Symp. No. 289, Ed. R. de Grijs (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2013), p. 13.
55. D. G. Turner, Astron. J. 81, 1125 (1976). DOI:10.1086/111994
56. D. G. Turner, Astrophys. and Space Sci. 337 (1), 303 (2012). DOI:10.1007/s10509-011-0833-4
57. D. G. Turner, D. J. Majaess, and D. D. Balam, Canadian Journal of Physics 92 (12), 1696 (2014). DOI:10.1139/cjp-2014-0288
58. A. Udalski, Astrophys. J. 590 (1), 284 (2003). DOI:10.1086/374861
59. R. Wojtak and J. Hjorth, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 533 (2), 2319 (2024). DOI:10.1093/mnras/stae1977
60. F. Y. Xiang, A. Li, and J. X. Zhong, Astrophys. J. 835 (1), article id. 107 (2017). DOI:10.3847/1538-4357/835/1/107
61.W. Yuan, M. M. Fausnaugh, S. L. Hoffmann, et al., Astrophys. J. 902 (1), 26 (2020). DOI:doi:10.48550/arXiv.2007.07888
62. W. Yuan, L. M. Macri, A. G. Riess, et al., Astrophys. J. 940 (1), id. 64 (2022). DOI:10.3847/1538-4357/ac51db
63. G. Zasowski, S. R. Majewski, R. Indebetouw, et al., Astrophys. J. 707 (1), 510 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/707/1/510
Doubly Discordant SH0ES NGC 4258 Cepheid Relations (HV I) and Impactful Extinction Laws
© 2025
D. Majaess1*
1Mount Saint Vincent University, Halifax, Nova Scotia, B3M 2J6 Canada
*E-mail: Daniel.Majaess@msvu.ca
*E-mail: Daniel.Majaess@msvu.ca
S\(H_0\)ES (Supernovae and \(H_0\) for the Equation of State of dark energy) 2016–2022 \(HV I\) data for classical Cepheids in the keystone galaxy NGC 4258 yield doubly discordant Wesenheit Leavitt functions: \(\Delta W_{0,H-VI} = -0\,.\!\!^{\rm m}13\pm0\,.\!\!^{\rm m}02\) (\(-0\,.\!\!^{\rm m}17\) unweighted) and that is paired with the previously noted \(\Delta W_{0,I-VI}\simeq-0\,.\!\!^{\rm m}3\), which in concert with complimentary evidence suggest the 2016 S\(H_0\)ES NGC 4258-anchored \(H_0 \pm \sigma_{H_0}\) warrants scrutiny (i.e., \(\sigma_{H_0}/{H_0}\gtrsim 6\)%). Cepheid distance uncertainties are further exacerbated by extinction law ambiguities endemic to such Leavitt relations (e.g., NGC4258), particularly for comparatively obscured variables (e.g., \(\Delta d \gtrsim 4\)%, reddened Cepheid subsamples in the Milky Way, M 31, NGC 2442, NGC 4424, NGC 5643, NGC 7250). Lastly, during the analysis it was identified that the 2022 S\(H_0\)ES database relays incorrect SMC Cepheid photometry.
Keywords:
stars: variables: Cepheids—cosmology: distance scale—Hubble constant
К содержанию номера