Determinarea distanței galaxiilor față de sistemul nostru solar este o afacere complicată. În trecut, acest proces s-a bazat pe găsirea de stele în alte galaxii a căror ieșire de lumină absolută era măsurabilă. Prin măsurarea luminozității acestor stele, oamenii de știință au reușit să cerceteze anumite galaxii care se află la 300 de milioane de ani lumină de la noi.
Cu toate acestea, o metodă nouă și mai precisă a fost dezvoltată, datorită unei echipe de oameni de știință conduși de Dr. Sebastian Hoenig de la Universitatea din Southampton. Asemănător cu ceea ce folosesc aici supraveghetorii de pământ, ei au măsurat aspectul fizic și unghiular (sau aparent) dimensiunea unei rigle standard din galaxie pentru a calibra măsurătorile de distanță.
Hoenig și echipa sa au folosit această metodă la WM Keck Observatory, în apropierea vârfului Mauna Kea din Hawaii, pentru a determina cu exactitate distanța față de galaxia NGC 4151 - altfel cunoscută astronomilor drept „Ochiul lui Sauron”. galaxia NGC 4151, care este supranumită „Ochiul lui Sauron” de către astronomi pentru similitudinea sa cu reprezentarea lui Sauron în trilogia „Domnul inelelor”, este importantă pentru măsurarea precisă a maselor găurilor negre.
Distanțele raportate recent variază între 4 și 29 de megaparsec, dar folosind această nouă metodă, cercetătorii au calculat o distanță de 19 megaparsecuri până la gaura neagră supermasivă.
Într-adevăr, la fel ca în celebra saga, un inel joacă un rol crucial în această nouă măsurare. Oamenii de știință au observat că toate galaxiile mari din univers au o gaură neagră super-masivă în centrul lor. Și în aproximativ o zecime din toate galaxiile, aceste găuri negre supermasive continuă să crească înghițind cantități uriașe de gaz și praf din mediile înconjurătoare.
În acest proces, materialul se încălzește și devine foarte luminos - devenind cele mai energice surse de emisie din univers cunoscute sub numele de nuclee galactici activi (AGN).
Praful fierbinte formează un inel în jurul găurii negre supermasive și emite radiații infraroșii, pe care cercetătorii le-au folosit drept conducător. Cu toate acestea, dimensiunea aparentă a acestui inel este atât de mică încât observațiile au fost efectuate folosind interferometrie în infraroșu pentru a combina telescoapele gemene ale W. Keck Observatory de 10 metri, pentru a obține puterea de rezoluție a unui telescop de 85 m.
Pentru a măsura dimensiunea fizică a inelului prăfuit, cercetătorii au măsurat intervalul de timp dintre emisia de lumină de la foarte aproape de gaura neagră și emisia cu infraroșu. Această întârziere este distanța pe care lumina trebuie să o parcurgă (la viteza luminii) de la apropierea găurii negre până la praful fierbinte.
Combinând această dimensiune fizică a inelului de praf cu dimensiunea aparentă măsurată cu datele de la interferometrul Keck, cercetătorii au putut determina distanța până la galaxia NGC 4151.
După cum a spus dr. Hoenig: „Una dintre concluziile cheie este că distanța determinată în acest mod nou este destul de precisă - cu doar 10% incertitudine. De fapt, dacă rezultatul curent pentru NGC 4151 este valabil pentru alte obiecte, poate învinge orice alte metode curente pentru a atinge aceeași precizie pentru a determina distanțele pentru galaxiile îndepărtate direct bazate pe principii geometrice simple. Mai mult decât atât, poate fi utilizat cu ușurință pe mai multe surse decât metoda actuală cea mai precisă. "
„Astfel de distanțe sunt esențiale pentru a stabili parametrii cosmologici care caracterizează universul nostru sau pentru măsurarea precisă a maselor găurilor negre”, a adăugat el. „Într-adevăr, NGC 4151 este o ancoră crucială pentru a calibra diverse tehnici pentru a estima masele găurilor negre. Noua noastră distanță implică faptul că aceste mase pot fi subestimate în mod sistematic cu 40%. ”
Dr. Hoenig, împreună cu colegii din Danemarca și Japonia, în prezent înființează un nou program de extindere a activității lor la mult mai multe AGN. Scopul este de a stabili distanțe precise până la o duzină de galaxii în acest mod nou și de a le folosi pentru a restrânge parametrii cosmologici la câteva procente. În combinație cu alte măsurători, aceasta va oferi o mai bună înțelegere a istoriei de expansiune a universului nostru.
Cercetarea a fost publicată miercuri, 26 noiembrie în ediția online a revistei Natură.
