Astronomowie odkrywają nową standardową świecę

Jednym z najtrudniejszych problemów astronomii jest miara odległości.

Teoretycznie odległość powinna być łatwa do obliczenia. Jeśli znasz wewnętrzną jasność obiektu, prosta miara jego pozornej jasności powie ci, jak daleko się znajduje (ponieważ jasność spada jako odwrotność kwadratu jego odległości).

Tak więc w astronomii problem odległości jest ściśle powiązany z problemem poznania wewnętrznej jasności obiektu.

Ale to trudne. Po prostu nie ma sposobu, aby określić wewnętrzną jasność większości gwiazd i galaktyk, a więc nie ma możliwości obliczenia ich odległości.

Astronomowie znaleźli jednak kilka wyjątków. Jedną z nich jest zmienna Cefeida, gwiazda, której jasność jest powiązana z szybkością pulsowania jej jasności. Więc jeśli znasz okres pulsacji, możesz obliczyć jasność wewnętrzną.

Inną jest supernowa typu 1a, która wybucha z mniej więcej taką samą masą, a więc ma tę samą jasność wewnętrzną.

Te tak zwane świece standardowe to linijki, których astronomowie używają do mierzenia odległości we wszechświecie. Jako takie są niezwykle cenne.

Dzisiaj Darach Watson z Centrum Ciemnej Kosmologii na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii i kilku kumpli twierdzą, że wymyślili zupełnie nowy rodzaj standardowej świecy, która mierzy odległość do aktywnych jąder galaktyki.

Aktywne jądra galaktyk to galaktyki z centralną supermasywną czarną dziurą, która emituje intensywne promieniowanie. Kiedy to promieniowanie uderza w pobliskie chmury gazu, jonizuje je, powodując, że emitują własne charakterystyczne światło.

W ostatnich latach astronomowie odkryli, że widzą zarówno emisje z supermasywnej czarnej dziury, jak i emisje z obłoków gazowych. Są one oczywiście powiązane, ale czas potrzebny na dotarcie promieniowania do obłoku oznacza, że ​​zmiany tutaj są opóźnione w stosunku do supermasywnej czarnej dziury.

To opóźnienie, które można zmierzyć za pomocą techniki zwanej mapowaniem pogłosu, jest więc wyraźną miarą promienia chmury.

Ale ponieważ strumień promieniowania z czarnej dziury spada zgodnie z prawem odwrotnym do kwadratu, jasność tych chmur zależy również od ich promienia.

Tak więc dobra miara ich promienia wskazuje również na ich wewnętrzną jasność.

Teraz Watson i spółka wykorzystali tę technikę do pomiaru odległości do 38 aktywnych jąder galaktyk w odległościach do z=4. To znacznie dalej niż w przypadku supernowej typu 1a, której odległości nie można dokładnie zmierzyć poza z=1,7.

Powiedzieć, że jest to interesujące, to delikatnie mówiąc. Kiedy zmienne cefeidy zostały zidentyfikowane jako świece standardowe na początku XX wieku, Edwin Hubble wykorzystał je, aby pokazać, że Wszechświat się rozszerza.

Kiedy na początku lat 90. supernowe typu 1a zostały zidentyfikowane jako świece standardowe, astronomowie wykorzystali je do odkrycia, że ​​ekspansja Wszechświata przyspiesza.

Więc jakie są perspektywy dla tej nowej metody? Aktywne jądra galaktyk należą do najjaśniejszych obiektów we wszechświecie. Astronomowie widzą je z odległości do około z=7, co odpowiada zaledwie 750 milionom lat po Wielkim Wybuchu.

Dokładny sposób określenia ich odległości z pewnością będzie miał głębokie implikacje.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1109.4632 : Nowa kosmologiczna miara odległości przy użyciu AGN

ukryć