En ny metod för att mäta stora astronomiska avstånd ger forskare en kosmisk måttstock för att avgöra exakt hur långt borta avlägsna galaxer är. ”Vi mätte ett direkt, geometriskt avstånd till galaxen, oberoende av komplikationer och antaganden som ligger i andra tekniker. Mätningen belyser en värdefull metod som kan användas för att bestämma den lokala expansionshastigheten för universum, vilket är väsentligt i vår strävan att hitta naturen på Dark Energy, ”säger James Braatz, från National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som talade idag vid American Astronomical Society: s möte i Pasadena, Kalifornien.
Braatz och hans kollegor använde National Science Foundation: s Very Long Baseline Array (VLBA) och Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) och Effelsberg Radioteleskop från Max Planck Institute for Radioastronomy (MPIfR) i Tyskland för att bestämma att en galax dubbade UGC 3789 är 160 miljoner ljusår från jorden. För att göra detta, mätte de exakt både den linjära och vinklade storleken på en skiva av material som kretsar kring galaxens centrala svarta hål. Vattenmolekyler på disken fungerar som masers för att förstärka, eller stärka, radiovågor på samma sätt som lasrar förstärker ljusvågor.
Observationen är ett viktigt inslag i en stor ansträngning för att mäta universums expansionshastighet, känd som Hubble Constant, med mycket förbättrad precision. Denna ansträngning, säger kosmologer, är det bästa sättet att begränsa möjliga förklaringar till Dark Energy's natur. "Den nya mätningen är viktig eftersom den visar en enstegs, geometrisk teknik för att mäta avstånd till galaxer tillräckligt långt för att dra slutsatsen om universumets expansion," sade Braatz.
Dark Energy upptäcktes 1998 med iakttagelse att universums expansion var snabbare. Det utgör 70 procent av materien och energin i universum, men dess natur förblir okänd. Att bestämma dess natur är ett av de viktigaste problemen inom astrofysik.
"Mätning av exakta avstånd är ett av de äldsta problemen inom astronomin, och att tillämpa en relativt ny radio-astronomiteknik på detta gamla problem är avgörande för att lösa en av de största utmaningarna i 21st Century astrophysics," sade teammedlem Mark Reid från Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Arbetet med UGC 3789 följer en landmärkesmätning som gjordes med VLBA 1999, där avståndet till galaxen NGC 4258 - 23 miljoner ljusår - direkt mättes genom att observera vattenmaskare i en skiva med material som kretsade kring det centrala svarta hålet. Den mätningen möjliggjorde förfining av andra indirekta avståndsmätningstekniker med variabla stjärnor som "standardljus."
Mätningen till UGC 3789 lägger till en ny milstolpe sju gånger längre än NGC 4258, som i sig själv är för nära att mäta Hubble-konstanten direkt. Den hastighet med vilken NGC 4258 avtar från Vintergatan kan påverkas av lokala effekter. "UGC 3789 är tillräckligt långt för att den hastighet med vilken den rör sig bort från Vintergatan är mer indikation på universums expansion," säger teammedlem Elizabeth Humphreys från CfA.
Efter prestationen med NGC 4258 använde astronomer den mycket känsliga GBT för att söka efter andra galaxer med liknande vattenmolekylmaskare i skivor som kretsade kring deras centrala svarta hål. När kandidaterna hittades använde astronomer sedan VLBA och GBT tillsammans med Effelsberg-teleskopet för att göra bilder av skivorna och mäta deras detaljerade rotationsstruktur, som behövs för avståndsmätningarna. Denna insats kräver fleråriga observationer av varje galax. UGC 3789 är den första galaxen i programmet som ger ett så exakt avstånd.
Teammedlem Cheng-Yu Kuo från University of Virginia presenterade en bild av maser-disken i NGC 6323, en galax som är ännu mer avlägsen än UGC 3789. Detta är ett steg mot att använda denna galax för att ge en annan värdefull kosmisk milepost. "Teleskopens mycket höga känslighet gör det möjligt att göra sådana bilder av galaxer även över 300 miljoner ljusår," sade Kuo.
Källa: AAS
