En ny metode for å måle store astronomiske avstander gir forskerne en kosmisk målestokk for å bestemme nøyaktig hvor langt fjerne galakser er. ”Vi målte en direkte, geometrisk avstand til galaksen, uavhengig av komplikasjoner og antagelser som ligger i andre teknikker. Målingen belyser en verdifull metode som kan brukes til å bestemme den lokale ekspansjonshastigheten til universet, som er essensielt i vår søken etter å finne naturen til Dark Energy, ”sa James Braatz, fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som snakket i dag på American Astronomical Society sitt møte i Pasadena, California.
Braatz og kollegene brukte 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 å bestemme at en galakse kalt UGC 3789 er 160 millioner lysår fra Jorden. For å gjøre dette, målte de nøyaktig både den lineære og kantete størrelsen på en skive av materiale som kretser rundt galaksen sentrale sorte hull. Vannmolekyler på disken fungerer som masere for å forsterke, eller styrke, radiobølger slik lasere forsterker lysbølger.
Observasjonen er et sentralt element i en stor innsats for å måle utvidelsesgraden til universet, kjent som Hubble Constant, med sterkt forbedret presisjon. Den innsatsen, sier kosmologer, er den beste måten å begrense mulige forklaringer på Dark Energy-naturen. "Den nye målingen er viktig fordi den demonstrerer en et-trinns geometrisk teknikk for å måle avstander til galakser langt nok til å utlede ekspansjonshastigheten til universet," sa Braatz.
Dark Energy ble oppdaget i 1998 med den observasjonen at utvidelsen av universet akselererer. Det utgjør 70 prosent av saken og energien i universet, men dens natur er fortsatt ukjent. Å bestemme dens natur er et av de viktigste problemene innen astrofysikk.
"Å måle presise avstander er et av de eldste problemene innen astronomi, og å bruke en relativt ny radio-astronomiteknikk på dette gamle problemet er avgjørende for å løse en av de største utfordringene i det 21. århundre astrofysikk," sa teammedlem Mark Reid fra Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Arbeidet med UGC 3789 følger en landemåling som ble gjort med VLBA i 1999, der avstanden til galaksen NGC 4258 - 23 millioner lysår - ble direkte målt ved å observere vannmaskere i en plate av materiale som kretset rundt det sentrale sorte hullet. Den målingen muliggjorde foredling av andre, indirekte avstandsmålingsteknikker ved bruk av variable stjerner som "standardlys."
Målingen til UGC 3789 legger til en ny milepost syv ganger fjernere enn NGC 4258, som i seg selv er for nær til å måle Hubble-konstanten direkte. Hastigheten som NGC 4258 avtar fra Melkeveien kan påvirkes av lokale effekter. "UGC 3789 er langt nok til at hastigheten som den beveger seg bort fra Melkeveien er mer indikasjon på utvidelsen av universet," sa teammedlem Elizabeth Humphreys fra CfA.
Etter oppnåelsen med NGC 4258, brukte astronomer den svært følsomme GBT for å søke etter andre galakser med lignende vannmolekylmasser i disker som kretset rundt de sentrale sorte hullene. Når kandidater ble funnet, brukte astronomer deretter VLBA og GBT sammen med Effelsberg-teleskopet for å lage bilder av skivene og måle deres detaljerte rotasjonsstruktur, nødvendig for avstandsmålingene. Denne innsatsen krever flerårige observasjoner av hver galakse. UGC 3789 er den første galaksen i programmet som gir en så presis avstand.
Teammedlem Cheng-Yu Kuo fra University of Virginia presenterte et bilde av maser-disken i NGC 6323, en galakse som er enda fjernere enn UGC 3789. Dette er et skritt mot å bruke denne galaksen til å gi en annen verdifull kosmisk milepost. "Den veldig høye følsomheten til teleskopene gjør det mulig å lage slike bilder av galakser selv over 300 millioner lysår," sa Kuo.
Kilde: AAS
