Određivanje udaljenosti galaksija od našeg Sunčevog sustava je lukav posao. U prošlosti se ovaj proces oslanjao na pronalaženje zvijezda u drugim galaksijama čiji je apsolutni svjetlosni učinak mjerljiv. Utvrđujući svjetlinu ovih zvijezda, znanstvenici su uspjeli istražiti određene galaksije koje se nalaze 300 milijuna svjetlosnih godina od nas.
Međutim, razvijena je nova i preciznija metoda, zahvaljujući timu znanstvenika koje je predvodio dr. Sebastian Hoenig sa Sveučilišta u Southamptonu. Slično onome što geodetovi koriste ovdje na Zemlji, izmjerili su fizički i kutni (ili vidljiv) veličina standardnog vladara u galaksiji za kalibraciju mjerenja udaljenosti.
Hoenig i njegov tim koristili su ovu metodu u WM Keck Observatory, u blizini vrha Mauna Kea na Havajima, kako bi prvi put precizno odredili udaljenost do galaksije NGC 4151 - astronomima inače poznatim kao "oko Saurona". galaksija NGC 4151, koju astronomi nazivaju "Sauronovo oko" zbog sličnosti s prikazom Saurona u trilogiji "Gospodar prstenova", važna je za precizno mjerenje masa crnih rupa.
Nedavno prijavljene udaljenosti kreću se od 4 do 29 megaparseka, ali koristeći ovu novu metodu, istraživači su izračunali udaljenost od 19 megaparseka do supermasivne crne rupe.
Doista, kao i u poznatoj sagi, prsten igra ključnu ulogu u ovom novom mjerenju. Znanstvenici su primijetili da sve velike galaksije u svemiru imaju supermasiranu crnu rupu u svom središtu. I u otprilike desetini svih galaksija, ove supermasivne crne rupe i dalje rastu gutajući ogromne količine plina i prašine iz svog okruženja.
U tom se procesu materijal zagrijava i postaje vrlo svijetao - postajući najenergičniji izvori emisije u svemiru poznati kao aktivna galaktička jezgra (AGN).
Vruća prašina tvori prsten oko supermasivne crne rupe i emitira infracrveno zračenje, što su istraživači koristili kao vladar. Međutim, prividna veličina ovog prstena toliko je mala da su promatranja izvedena infracrvenom interferometrijom za kombiniranje 10-metarskih teleskopa W. Keck Observatorya kako bi se postigla razlučivost 85-metarskog teleskopa.
Da bi izmjerili fizičku veličinu prašnjavog prstena, istraživači su izmjerili vremensko kašnjenje između emitiranja svjetlosti iz vrlo blizu crne rupe i zračenja infracrvenim zrakom. Ovo kašnjenje je udaljenost koju svjetlost mora prijeći (brzinom svjetlosti) od blizu crne rupe do vruće prašine.
Kombinacijom ove fizičke veličine prstena za prašinu s prividnom veličinom izmjerenom s podacima iz Kefe interferometra, istraživači su mogli utvrditi udaljenost do galaksije NGC 4151.
Kao što je dr. Hoenig rekao: „Jedno od ključnih otkrića je da je udaljenost određena na ovaj novi način prilično precizna - sa samo oko 10 posto nesigurnosti. U stvari, ako trenutni rezultat za NGC 4151 vrijedi za druge objekte, potencijalno može pobijediti bilo koje druge trenutne metode kako bi se postigla ista preciznost za određivanje udaljenosti za udaljene galaksije izravno na temelju jednostavnih geometrijskih principa. Nadalje, on se može lako koristiti u više izvora nego trenutno najpreciznija metoda. "
"Takve udaljenosti su ključne u određivanju kosmoloških parametara koji karakteriziraju naš svemir ili za precizno mjerenje masa crnih rupa", dodao je. „Zaista je NGC 4151 ključno sidro za kalibraciju različitih tehnika za procjenu mase crnih rupa. Naša nova udaljenost podrazumijeva da su se te mase možda sustavno podcjenjivale za 40 posto. "
Dr. Hoenig, zajedno s kolegama iz Danske i Japana, trenutno uspostavlja novi program za proširivanje svog rada na mnogo više AGN-a. Cilj je na novi način uspostaviti precizne udaljenosti do desetak galaksija i upotrijebiti ih za ograničavanje kozmoloških parametara na nekoliko postotaka. U kombinaciji s drugim mjerenjima, ovo će osigurati bolje razumijevanje povijesti širenja našeg svemira.
Istraživanje je objavljeno u srijedu, 26. studenog, u internetskom izdanju časopisa Priroda.
