En ny metode til måling af store astronomiske afstande giver forskerne en kosmisk målestok til at bestemme præcist, hvor langt de fjerne galakser er. ”Vi målte en direkte, geometrisk afstand til galaksen, uafhængigt af komplikationer og antagelser, der er forbundet med andre teknikker. Målingen fremhæver en værdifuld metode, der kan bruges til at bestemme den lokale ekspansionshastighed for universet, som er vigtig i vores søgen efter at finde mørkenergiens natur, ”sagde James Braatz fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der talte i dag på American Astronomical Society's møde i Pasadena, Californien.
Braatz og hans kolleger brugte National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) og Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) og Effelsberg Radioteleskop fra Max Planck Institute for Radioastronomy (MPIfR) i Tyskland for at bestemme, at en galakse døbt UGC 3789 er 160 millioner lysår fra Jorden. For at gøre dette målte de nøjagtigt både den lineære og vinkelformede størrelse af en skive af materiale, der kredser om galakens centrale sorte hul. Vandmolekyler på disken fungerer som masere til at forstærke eller styrke radiobølger på den måde lasere forstærker lysbølger.
Observationen er et nøgleelement i en større indsats for at måle universets ekspansionshastighed, kendt som Hubble-konstanten, med meget forbedret præcision. Denne indsats, siger kosmologer, er den bedste måde at indsnævre mulige forklaringer på den mørke energis natur. ”Den nye måling er vigtig, fordi den demonstrerer en et-trins, geometrisk teknik til at måle afstande til galakser langt nok til at udlede universets ekspansionshastighed,” sagde Braatz.
Dark Energy blev opdaget i 1998 med den observation, at udvidelsen af universet accelererer. Det udgør 70 procent af sagen og energien i universet, men dens natur er stadig ukendt. At bestemme dens natur er et af de vigtigste problemer inden for astrofysik.
”Måling af præcise afstande er et af de ældste problemer inden for astronomi, og anvendelse af en relativt ny radioastronomiteknologi på dette gamle problem er afgørende for at løse en af de største udfordringer i det 21. århundredes astrofysik,” sagde teammedlem Mark Reid fra Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Arbejdet med UGC 3789 følger en landmålsmåling udført med VLBA i 1999, hvor afstanden til galaksen NGC 4258 - 23 millioner lysår - blev direkte målt ved at observere vandmaskere i en disk med materiale, der kredsede om det centrale sorte hul. Denne måling muliggjorde forfining af andre indirekte målestrækningsmetoder ved hjælp af variable stjerner som "standardlys."
Målingen til UGC 3789 tilføjer en ny milepost syv gange fjernere end NGC 4258, som i sig selv er for tæt på at måle Hubble-konstanten direkte. Den hastighed, hvormed NGC 4258 går ned fra Mælkevejen, kan påvirkes af lokale effekter. ”UGC 3789 er langt nok til, at hastigheden, hvormed den bevæger sig væk fra Mælkevejen, er mere indikativ for udvidelsen af universet,” sagde teammedlem Elizabeth Humphreys fra CfA.
Efter præstationen med NGC 4258 brugte astronomer den meget følsomme GBT til at søge efter andre galakser med lignende vandmolekylmaskere på diske, der kredsede omkring deres centrale sorte huller. Når kandidaterne blev fundet, brugte astronomer derefter VLBA og GBT sammen med Effelsberg-teleskopet til at lave billeder af diskene og måle deres detaljerede rotationsstruktur, der var nødvendig til afstandsmålingerne. Denne indsats kræver flerårige observationer af hver galakse. UGC 3789 er den første galakse i programmet, der giver en sådan præcis afstand.
Teammedlem Cheng-Yu Kuo fra University of Virginia præsenterede et billede af maser-disken i NGC 6323, en galakse, der er endnu fjernere end UGC 3789. Dette er et skridt mod at bruge denne galakse til at give en anden værdifuld kosmisk milepost. ”Teleskopernes meget høje følsomhed gør det muligt at fremstille sådanne billeder af galakser selv over 300 millioner lysår,” sagde Kuo.
Kilde: AAS
