Astronomer opdager nyt standardlys

Et af de sværeste problemer i astronomi er målingen af ​​afstand.

I teorien skal afstanden være enkel at regne ud. Hvis du kender et objekts iboende lysstyrke, vil et simpelt mål for dets tilsyneladende lysstyrke fortælle dig, hvor langt væk det er (da lysstyrken falder som et omvendt kvadrat af dets afstand).

Så i astronomi er problemet med afstand tæt forbundet med problemet med at kende et objekts iboende lysstyrke.

Men det er svært. Der er simpelthen ingen måde at fortælle den iboende lysstyrke af de fleste stjerner og galakser, og så ingen måde at beregne deres afstand.

Astronomer har dog fundet et par undtagelser. Den ene er Cepheid-variablen, en stjerne, hvis lysstyrke er forbundet med den hastighed, hvormed dens lysstyrke pulserer. Så hvis du kender pulsationsperioden, kan du regne ud den iboende lysstyrke.

En anden er type 1a supernova, som alle eksploderer med omtrent den samme masse og derfor har den samme iboende lysstyrke.

Disse såkaldte standardlys er de linealer, som astronomer bruger til at måle afstanden i universet. Som sådan er de ekstremt værdifulde.

I dag siger Darach Watson ved Dark Cosmology Center ved Københavns Universitet i Danmark og et par venner, at de er kommet med en helt ny slags standardlys, der måler afstanden til aktive galaktiske kerner.

Aktive galaktiske kerner er galakser med et centralt supermassivt sort hul, der udsender intens stråling. Når denne stråling rammer nærliggende gasskyer, ioniserer den dem, hvilket får dem til at udsende deres eget karakteristiske lys.

I de senere år har astronomer fundet ud af, at de både kan se emissionerne fra det supermassive sorte hul samt emissionerne fra gasskyerne. Disse hænger tydeligvis sammen, men den tid, det tager for stråling at nå skyen, betyder, at ændringer her halter efter dem i det supermassive sorte hul.

Denne forsinkelse, som kan måles med en teknik kaldet rumklangsmapping, er så et klart mål for skyens radius.

Men da fluxen af ​​strålingen fra det sorte hul falder som en omvendt kvadratisk lov, afhænger disse skyers lysstyrke også af deres radius.

Så et godt mål for deres radius giver også en indikation af deres iboende lysstyrke.

Nu har Watson og co brugt denne teknik til at måle afstanden til 38 aktive galaktiske kerner i afstande på op til z=4. Det er væsentligt længere, end det er muligt med type 1a supernova, hvis afstand ikke kan måles nøjagtigt ud over z=1,7.

At sige, at dette er interessant, er mildt sagt. Da Cepheid-variabler blev identificeret som standardlys i den tidlige del af det 20. århundrede, brugte Edwin Hubble dem til at vise, at universet udvidede sig.

Da type 1a supernovaer blev identificeret som standardlys i begyndelsen af ​​1990'erne, brugte astronomer dem til at opdage, at universets udvidelse accelererer.

Så hvad med udsigterne for denne nye metode? Aktive galaktiske kerner er blandt de lyseste objekter i universet. Astronomer kan se dem i afstande på op til omkring z=7, hvilket svarer til blot 750 millioner år efter Big Bang.

En nøjagtig måde at bestemme deres afstand på vil helt sikkert have dybtgående konsekvenser.

Ref: arxiv.org/abs/1109.4632 : En ny kosmologisk afstandsmåling ved hjælp af AGN

skjule