Nowa metoda pomiaru dużych odległości astronomicznych zapewnia badaczom kosmiczny miernik umożliwiający dokładne określenie odległości odległych galaktyk. „Zmierzyliśmy bezpośrednią geometryczną odległość do galaktyki, niezależnie od komplikacji i założeń związanych z innymi technikami. Pomiary podkreślają cenną metodę, którą można zastosować do określenia lokalnego współczynnika ekspansji Wszechświata, który jest niezbędny w naszym poszukiwaniu natury Ciemnej Energii ”- powiedział James Braatz z National Radio Astronomy Observatory (NRAO), który przemawiał dziś na spotkaniu American Astronomical Society w Pasadenie w Kalifornii.
Braatz i jego koledzy wykorzystali Very Long Baseline Array (VLBA) National Science Foundation i Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) oraz Effelsberg Radio Telescope z Max Planck Institute for Radioastronomy (MPIfR) w Niemczech, aby ustalić, że galaktyka nazwany UGC 3789 znajduje się 160 milionów lat świetlnych od Ziemi. Aby to zrobić, dokładnie zmierzyli zarówno rozmiar liniowy, jak i kątowy dysku materiału krążącego wokół centralnej czarnej dziury galaktyki. Cząsteczki wody w dysku działają jak masery wzmacniające lub wzmacniające fale radiowe, tak jak lasery wzmacniają fale świetlne.
Obserwacja jest kluczowym elementem dużego wysiłku zmierzającego do pomiaru szybkości rozszerzania się Wszechświata, znanego jako Stała Hubble'a, z znacznie lepszą precyzją. Kosmolodzy twierdzą, że wysiłek ten jest najlepszym sposobem zawężenia możliwych wyjaśnień natury Ciemnej Energii. „Nowy pomiar jest ważny, ponieważ demonstruje jednoetapową geometryczną technikę pomiaru odległości do galaktyk wystarczająco daleko, aby wywnioskować szybkość ekspansji Wszechświata”, powiedział Braatz.
Ciemną energię odkryto w 1998 r., Obserwując, że ekspansja Wszechświata przyspiesza. Stanowi 70 procent materii i energii we Wszechświecie, ale jej natura pozostaje nieznana. Określenie jego natury jest jednym z najważniejszych problemów w astrofizyce.
„Pomiar dokładnych odległości jest jednym z najstarszych problemów w astronomii, a zastosowanie stosunkowo nowej techniki radioastronomicznej do tego starego problemu ma kluczowe znaczenie dla rozwiązania jednego z największych wyzwań astrofizyki XXI wieku”, powiedział członek zespołu Mark Reid z Harvardu - Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Prace nad UGC 3789 są zgodne z przełomowym pomiarem wykonanym za pomocą VLBA w 1999 r., W którym odległość do galaktyki NGC 4258 - 23 miliony lat świetlnych - została bezpośrednio zmierzona poprzez obserwację maserów wodnych na dysku materiału krążącym wokół jego centralnej czarnej dziury. Pomiar ten umożliwił udoskonalenie innych, pośrednich technik pomiaru odległości, wykorzystujących gwiazdy zmienne jako „standardowe świece”.
Pomiar w UGC 3789 dodaje nowy punkt milowy siedem razy bardziej odległy niż NGC 4258, który sam w sobie jest zbyt blisko, aby bezpośrednio zmierzyć stałą Hubble'a. Na szybkość, z jaką NGC 4258 cofa się od Drogi Mlecznej, mogą wpływać lokalne efekty. „UGC 3789 jest na tyle daleko, że prędkość, z jaką odsuwa się od Drogi Mlecznej, bardziej wskazuje na ekspansję Wszechświata”, powiedziała członek zespołu Elizabeth Humphreys z CfA.
Po osiągnięciu z NGC 4258 astronomowie wykorzystali bardzo czuły GBT do poszukiwania innych galaktyk z podobnymi maserami cząsteczki wody na dyskach krążących wokół ich centralnych czarnych dziur. Po znalezieniu kandydatów astronomowie użyli VLBA i GBT wraz z teleskopem Effelsberg do zrobienia zdjęć dysków i zmierzenia ich szczegółowej struktury obrotowej, potrzebnej do pomiarów odległości. Wysiłek ten wymaga wieloletnich obserwacji każdej galaktyki. UGC 3789 jest pierwszą galaktyką w programie, która ma tak precyzyjną odległość.
Członek zespołu Cheng-Yu Kuo z University of Virginia przedstawił obraz dysku Maser w NGC 6323, galaktyce jeszcze bardziej odległej niż UGC 3789. Jest to krok w kierunku wykorzystania tej galaktyki do zapewnienia kolejnego cennego kosmicznego punktu milowego. „Bardzo wysoka czułość teleskopów pozwala na tworzenie takich obrazów galaktyk nawet ponad 300 milionów lat świetlnych”, powiedział Kuo.
Źródło: AAS
