Ένας νέος τρόπος για να μετράμε την απόσταση των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων (AGN), θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο που βλέπουν οι αστρονόμοι το σύμπαν και το πώς αυτό διαστέλλεται.
Όλοι γνωρίζουν πως ένα από τα πιο δύσκολα προβλήματα στην αστρονομία είναι η μέτρηση των μεγάλων αποστάσεων. Θεωρητικά, η απόσταση είναι απλή στον υπολογισμό της. Εάν γνωρίζετε τον εγγενή φωτεινότητα ενός αντικειμένου, τότε μια απλή μέτρηση της φαινόμενης λαμπρότητας του, θα μας πει για το πόσο μακριά βρίσκεται το αντικείμενο (επειδή η φωτεινότητα μειώνεται αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης).
Έτσι, στην αστρονομία, το πρόβλημα της απόστασης συνδέεται στενά με το πρόβλημα της γνώσης της εγγενούς φωτεινότητας ενός αντικειμένου.
Αλλά αυτό είναι δύσκολο. Δεν υπάρχει απλά κανένας τρόπος να μας πει την εγγενή φωτεινότητα των περισσότερων άστρων και των γαλαξιών, και έτσι δεν υπάρχει τρόπος να υπολογίσουμε την απόστασή τους.
Οι αστρονόμοι όμως έχουν βρει μια-δυο εξαιρέσεις στον κανόνα αυτό. Η μία είναι οι παλλόμενοι μεταβλητοί αστέρες, οι Κηφείδες, των οποίων η φωτεινότητα είναι συνδεδεμένο με το ρυθμό με τον οποίο η φωτεινότητα τους πάλλεται. Έτσι, αν γνωρίζουμε την περίοδο των παλμών, μπορούμε να υπολογίσουμε την εγγενή τους φωτεινότητα.
Ο αστέρας δ του Κηφέα του οποίου η μεταβλητότητα παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1784 από τον Άγγλο αστρονόμο John Goodricke, ο οποίος υπολόγισε σωστά την περίοδό του. Όμως στις αρχές του 20ου αιώνα αποδείχθηκε ότι ο διπλασιασμός της φαινόμενης λαμπρότητας του, κάθε 5,4 ημέρες περίπου, αντιστοιχεί σε μια διακύμανση του φαινομένου μεγέθους του μεταξύ 2,8 και 4,8.
Μια άλλη εξαίρεση είναι η σουπερνόβα τύπου 1a, που όλες αυτές εκρήγνυνται έχοντας περίπου την ίδια μάζα και έτσι έχουν την ίδια εγγενή φωτεινότητα.
Αυτά είναι τα λεγόμενα πρότυπα κεριά (σαν χάρακες) που οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν για να μετρούν τις μεγάλες αποστάσεις στο σύμπαν. Ως εκ τούτου, είναι εξαιρετικά πολύτιμα.
Τελευταία, ο Darach Watson στο Dark Cosmology Centre στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και μερικοί συνεργάτες του, λένε ότι έχουν καταλήξει σε ένα εντελώς νέο είδος προτύπου κεριού, που μετρά την απόσταση από ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες.
Οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες είναι γαλαξίες με μια κεντρική υπερβαρέα μαύρη τρύπα που εκπέμπει έντονη ακτινοβολία. Όταν αυτή η ακτινοβολία χτυπά τα γειτονικά νέφη αερίου, τα ιονίζει αναγκάζοντας τα να εκπέμψουν ένα χαρακτηριστικό δικό τους φως.
Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει ότι μπορούν να δουν τόσο τις εκπομπές από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, καθώς τις εκπομπές από τα νέφη του αερίου. Αυτές προφανώς συνδέονται, αλλά ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει η ακτινοβολία στο νέφος σημαίνει ότι αυτές οι μεταβολές εδώ καθυστερούν εκείνων στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Η καθυστέρηση αυτή, η οποία μπορεί να μετρηθεί με μια τεχνική που ονομάζεται χαρτογράφηση αντήχησης, είναι ένα σαφές μέτρο της ακτίνας του νέφους.
Αλλά δεδομένου ότι η ροή της ακτινοβολίας από τη μαύρη τρύπα μειώνεται αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης, η φωτεινότητα αυτών των νεφών εξαρτάται επίσης από την ακτίνα τους.
Έτσι, ένα καλό μέτρο της ακτίνας τους δίνει επίσης και μια ένδειξη της ίδιας, της εγγενούς, φωτεινότητας τους.
Τώρα η ομάδα του Watson έχει χρησιμοποιήσει αυτήν την τεχνική για να μετρήσει την απόσταση έως 38 ενεργών γαλαξιακών πυρήνων σε αποστάσεις έως και με μία μετατόπιση προς το ερυθρό z = 4. Η απόσταση αυτή που αντιστοιχεί στο z=4 είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι είναι δυνατό να μετρηθεί με μια σουπερνόβα τύπου 1a, της οποίας η απόσταση δεν μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια πέρα από ένα z = 1.7.
Είναι όντως μια ενδιαφέρουσα πρόοδος. Όταν οι μεταβλητές Κηφείδες ταυτοποιήθηκαν ως πρότυπα κεριά στις αρχές του 20ου αιώνα, ο Edwin Hubble τους χρησιμοποίησε για να δείξει ότι το σύμπαν επεκτεινόταν.
Κι όταν η σουπερνόβα τύπου 1a προσδιορίστηκε ως ένα πρότυπο κερί στις αρχές του 1990, οι αστρονόμοι εν συνεχεία τις χρησιμοποίησαν για να ανακαλύψουν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται.
Ποιές όμως είναι οι προοπτικές για τη νέα αυτή μέθοδο; Οι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες είναι από τα λαμπρότερα αντικείμενα στον κόσμο. Οι αστρονόμοι μπορούν να τους δουν σε αποστάσεις μέχρι περίπου z = 7, που αντιστοιχεί σε μόλις 750 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Γι αυτό και ένας ακριβής τρόπος για να καθορίσουμε την απόσταση τους είναι βέβαιο ότι θα έχει σοβαρές συνέπειες για την αστρονομία και κοσμολογία.
Πηγή: technologyreview.com/blog/arxiv/
* Νέος τρόπος για να μετρήσουμε αποστάσεις έως και τριπλάσιες από το παρελθόν
Leave a Comment