Galaktikate kauguse määramine meie päikesesüsteemist on keeruline ettevõtmine. Varem tugines see protsess tähtede leidmisele teistes galaktikates, mille absoluutne valguse väljund oli mõõdetav. Nende tähtede heledust mõõtes on teadlased suutnud uurida teatud galaktikaid, mis asuvad meist 300 miljoni valgusaasta kaugusel.
Tänu Southamptoni ülikooli dr Sebastian Hoenigi juhitud teadlaste meeskonnale on välja töötatud uus ja täpsem meetod. Sarnaselt sellele, mida maamõõtjad siin Maa peal kasutavad, mõõtsid nad füüsikalisi ja nurgelisi (või näiline) standardse joonlaua suurus galaktikas kauguse mõõtmiste kalibreerimiseks.
Hoenig ja tema meeskond kasutasid seda meetodit WM Kecki observatooriumis Mauna Kea tippkohtumise lähedal Hawaiil, et esimest korda täpselt kindlaks määrata kaugus NGC 4151 galaktikast - mida astronoomid muidu tunnevad kui "Sauroni silma". galaktika NGC 4151, mida astronoomid on nimetanud „Sauroni silmaks“ oma sarnasuse tõttu Sauroni kujundusega „Sõrmuste isanda“ triloogias, on oluline musta augu masside täpseks mõõtmiseks.
Hiljuti teatatud vahemaad jäävad vahemikku 4–29 megaparseci, kuid selle uue meetodi abil arvutasid teadlased 19 megaparsi suuruse vahemaa supermassiivse musta auku.
Nagu kuulsas saagas, mängib sõrmus selles uues mõõtmises üliolulist rolli. Teadlased on täheldanud, et kõigi universumi suurte galaktikate keskel on supermassiivne must auk. Ja umbes kümnendikus kõigist galaktikatest kasvavad need ülimassiivsed mustad augud edasi, neelates ümbritsevast keskkonnast tohutul hulgal gaasi ja tolmu.
Selle käigus materjal kuumeneb ja muutub väga heledaks - sellest saavad universumi kõige energilisemad emissiooniallikad, mida tuntakse aktiivsete galaktiliste tuumadena (AGN).
Kuum tolm moodustab supermassiivse musta augu ümber rõnga ja eraldab infrapunakiirgust, mida teadlased kasutasid joonlauana. Selle rõnga nähtav suurus on siiski nii väike, et vaatlused viidi läbi infrapunainterferomeetria abil, et ühendada W. Kecki observatooriumi kaks 10-meetrist teleskoopi, et saavutada 85-meetrise teleskoobi lahutusvõime.
Tolmuse rõnga füüsikalise suuruse mõõtmiseks mõõtsid teadlased ajavahemikku musta auku lähedalt tuleva valguse ja infrapunakiirguse vahel. See viivitus on vahemaa, mille valgus peab läbima (valguse kiirusel) musta augu lähedalt kuni kuuma tolmuni.
Kombineerides tolmurõnga füüsikalise suuruse ja Kecki interferomeetri andmetega mõõdetud nähtava suuruse, suutsid teadlased kindlaks teha kauguse galaktikast NGC 4151.
Nagu dr Hoenig ütles: „Üks peamisi järeldusi on see, et uuel viisil kindlaksmääratud vahemaa on üsna täpne - vaid umbes 10% määramatusega. Tegelikult, kui NGC 4151 praegune tulemus kehtib muude objektide kohta, võib see potentsiaalselt võita mis tahes muid praeguseid meetodeid, et saavutada sama täpsus, et määrata kauguste galaktikate vahemaad otse lihtsate geomeetriliste põhimõtete alusel. Lisaks saab seda hõlpsalt kasutada paljudes allikates, kui praegune kõige täpsem meetod. "
"Sellised vahemaad on võtmetähtsusega meie universumit iseloomustavate kosmoloogiliste parameetrite surumisel või musta augu masside täpsel mõõtmisel," lisas ta. „NGC 4151 on tõepoolest oluline ankur erinevate aukude masside hindamiseks kasutatavate tehnikate kalibreerimiseks. Meie uus vahemaa tähendab, et neid masse võis süstemaatiliselt alahinnata 40 protsenti. ”
Dr Hoenig koos kolleegidega Taanis ja Jaapanis loob praegu uut programmi, et laiendada nende tööd paljudele teistele AGN-idele. Eesmärk on sel uuel viisil kindlaks määrata täpsed vahemaad tosina galaktikani ja kasutada neid kosmoloogiliste parameetrite piiramiseks mõne protsendi täpsusega. Koos teiste mõõtmistega annab see parema ülevaate meie universumi laienemise ajaloost.
Uurimistöö avaldati kolmapäeval, 26. novembril ajakirja veebiväljaandes Loodus.
