Μια νέα μέθοδος για τη μέτρηση μεγάλων αστρονομικών αποστάσεων παρέχει στους ερευνητές ένα κοσμικό κριτήριο για να προσδιορίσουν με ακρίβεια πόσο μακριά είναι οι απομακρυσμένοι γαλαξίες. «Μετρήσαμε μια άμεση, γεωμετρική απόσταση από τον γαλαξία, ανεξάρτητα από τις επιπλοκές και τις υποθέσεις που ενυπάρχουν σε άλλες τεχνικές. Η μέτρηση υπογραμμίζει μια πολύτιμη μέθοδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του τοπικού ρυθμού επέκτασης του Σύμπαντος, το οποίο είναι απαραίτητο στην προσπάθειά μας να βρούμε τη φύση της Σκοτεινής Ενέργειας », δήλωσε ο James Braatz, του Εθνικού Παρατηρητηρίου Ραδιοαστρονομίας (NRAO), ο οποίος μίλησε σήμερα στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Πασαντένα της Καλιφόρνια.
Ο Braatz και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν το Long Long Baseline Array (VLBA) και το Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος και το Τηλεσκόπιο Effelsberg του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας Max Planck (MPIfR) στη Γερμανία για να προσδιορίσουν ότι ένας γαλαξίας με το όνομα UGC 3789 απέχει 160 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Για να γίνει αυτό, μέτρησαν με ακρίβεια τόσο το γραμμικό όσο και το γωνιακό μέγεθος ενός δίσκου υλικού σε τροχιά γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία. Τα μόρια νερού στο δίσκο δρουν ως μασέρ για την ενίσχυση ή την ενίσχυση των ραδιοκυμάτων με τον τρόπο που τα λέιζερ ενισχύουν τα φωτεινά κύματα.
Η παρατήρηση αποτελεί βασικό στοιχείο μιας μεγάλης προσπάθειας για τη μέτρηση του ρυθμού επέκτασης του Σύμπαντος, γνωστού ως Hubble Constant, με πολύ βελτιωμένη ακρίβεια. Αυτή η προσπάθεια, λένε οι κοσμολόγοι, είναι ο καλύτερος τρόπος για να περιορίσουμε τις πιθανές εξηγήσεις για τη φύση της Σκοτεινής Ενέργειας. «Η νέα μέτρηση είναι σημαντική επειδή δείχνει μια γεωμετρική τεχνική ενός βήματος για τη μέτρηση αποστάσεων σε γαλαξίες αρκετά ώστε να συμπεράνει τον ρυθμό επέκτασης του Σύμπαντος», δήλωσε ο Braatz.
Το Dark Energy ανακαλύφθηκε το 1998 με την παρατήρηση ότι η επέκταση του Σύμπαντος επιταχύνεται. Αποτελεί το 70 τοις εκατό της ύλης και της ενέργειας στο Σύμπαν, αλλά η φύση του παραμένει άγνωστη. Ο προσδιορισμός της φύσης του είναι ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα στην αστροφυσική.
«Η μέτρηση ακριβών αποστάσεων είναι ένα από τα παλαιότερα προβλήματα στην αστρονομία και η εφαρμογή μιας σχετικά νέας τεχνικής ραδιοαστρονομίας σε αυτό το παλιό πρόβλημα είναι ζωτικής σημασίας για την επίλυση μιας από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της αστροφυσικής του 21ου αιώνα», δήλωσε ο μέλος της ομάδας Mark Reid του Χάρβαρντ- Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Η εργασία στο UGC 3789 ακολουθεί μια μέτρηση ορόσημο που έγινε με το VLBA το 1999, κατά την οποία η απόσταση από τον γαλαξία NGC 4258 - 23 εκατομμύρια έτη φωτός - μετρήθηκε άμεσα παρατηρώντας νερό μασέρ σε ένα δίσκο υλικού σε τροχιά γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα. Αυτή η μέτρηση επέτρεψε τη βελτίωση άλλων, έμμεσων τεχνικών μέτρησης απόστασης χρησιμοποιώντας μεταβλητά αστέρια ως «τυπικά κεριά».
Η μέτρηση στο UGC 3789 προσθέτει ένα νέο σημείο μετάδοσης επτά φορές πιο μακρινό από το NGC 4258, το οποίο είναι πολύ κοντά για να μετρήσει άμεσα τη σταθερή του Hubble. Η ταχύτητα με την οποία ο NGC 4258 υποχωρεί από τον Γαλαξία μας μπορεί να επηρεαστεί από τοπικά εφέ. «Το UGC 3789 είναι αρκετά μακριά ώστε η ταχύτητα με την οποία απομακρύνεται από τον Γαλαξία μας είναι πιο ενδεικτική της επέκτασης του Σύμπαντος», δήλωσε η μέλος της ομάδας Elizabeth Humphreys του CfA.
Μετά το επίτευγμα με το NGC 4258, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το εξαιρετικά ευαίσθητο GBT για να αναζητήσουν άλλους γαλαξίες με παρόμοια μασέρ νερού-μορίων σε δίσκους σε τροχιά γύρω από τις κεντρικές μαύρες τρύπες τους. Όταν βρέθηκαν υποψήφιοι, οι αστρονόμοι στη συνέχεια χρησιμοποίησαν το VLBA και το GBT μαζί με το τηλεσκόπιο Effelsberg για να κάνουν εικόνες των δίσκων και να μετρήσουν τη λεπτομερή περιστροφική δομή τους, που απαιτείται για τις μετρήσεις απόστασης. Αυτή η προσπάθεια απαιτεί πολυετείς παρατηρήσεις για κάθε γαλαξία. Το UGC 3789 είναι ο πρώτος γαλαξίας στο πρόγραμμα που απέδωσε τόσο ακριβή απόσταση.
Το μέλος της ομάδας Cheng-Yu Kuo του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια παρουσίασε μια εικόνα του δίσκου maser στο NGC 6323, έναν γαλαξία ακόμη πιο μακρινό από το UGC 3789. Αυτό είναι ένα βήμα προς τη χρήση αυτού του γαλαξία για να παρέχει ένα άλλο πολύτιμο κοσμικό σημείο αναφοράς. «Η πολύ υψηλή ευαισθησία των τηλεσκοπίων επιτρέπει τη δημιουργία τέτοιων εικόνων γαλαξιών ακόμη και πέραν των 300 εκατομμυρίων ετών φωτός», δήλωσε ο Kuo.
Πηγή: AAS
