Določanje oddaljenosti galaksij od našega Osončja je težaven posel. V preteklosti se je ta proces opiral na iskanje zvezd v drugih galaksijah, katerih absolutna svetloba je bila merljiva. Znanstveniki so s merjenjem svetlosti teh zvezd lahko preučili določene galaksije, ki ležijo 300 milijonov svetlobnih let od nas.
Vendar je bila razvita nova in natančnejša metoda po zaslugi skupine znanstvenikov pod vodstvom dr. Sebastiana Hoeniga z univerze v Southamptonu. Podobno kot zemeljski geodeti uporabljajo Zemlje, so merili fizično in kotno (oz navidezno) velikost standardnega ravnila v galaksiji za umerjanje meritev razdalj.
Hoenig in njegova ekipa so to metodo uporabili na opazovalnici WM Keck, blizu vrha Mauna Kea na Havajih, da so prvič natančno določili razdaljo do galaksije NGC 4151 - astronomom, sicer znanim kot "oko Saurona". galaksija NGC 4151, ki so jo astronomi poimenovali "Sauronovo oko" zaradi podobnosti z upodobitvijo Saurona v trilogiji "Gospodar prstanov", je pomembna za natančno merjenje mas črnih lukenj.
Nedavno poročene razdalje so od 4 do 29 megaparsec, vendar so s pomočjo te nove metode raziskovalci izračunali razdaljo 19 megaparsekov do supermasivne črne luknje.
V resnici je, tako kot v znameniti sagi, tudi pri tej novi meritvi prstan ključno vlogo. Znanstveniki so opazili, da imajo vse velike galaksije v vesolju supermasivno črno luknjo v svojem središču. In v približno desetini vseh galaksij te supermasivne črne luknje še naprej rastejo s požiranjem ogromnih količin plina in prahu iz okoliških okolij.
V tem procesu se material segreje in postane zelo svetel - postane najbolj energetski vir emisije v vesolju, znan kot aktivna galaktična jedra (AGN).
Vroč prah tvori obroč okoli supermasivne črne luknje in oddaja infrardeče sevanje, ki so ga raziskovalci uporabili kot vladar. Vendar je navidezna velikost tega obroča tako majhna, da so bila opažanja izvedena z infrardečo interferometrijo za kombiniranje 10-metrskih teleskopov W. Keck Observatory, da bi dosegli moč ločljivosti 85m teleskopa.
Za merjenje fizične velikosti prašnega obroča so raziskovalci izmerili časovni zamik med oddajanjem svetlobe iz zelo blizu črne luknje in infrardečo emisijo. Ta zamuda je razdalja, ki jo mora svetloba prehoditi (s svetlobno hitrostjo) od blizu črne luknje do vročega prahu.
Z združevanjem te fizične velikosti prašnega obroča z navidezno velikostjo, izmerjeno s podatki interferometra Keck, so raziskovalci lahko določili razdaljo do galaksije NGC 4151.
Kot je dejal dr. Hoenig: "Ena ključnih ugotovitev je, da je razdalja, določena na ta nov način, precej natančna - z le približno 10-odstotno negotovostjo. V resnici, če trenutni rezultat NGC 4151 drži za druge predmete, lahko potencialno premaga katere koli druge trenutne metode, da doseže enako natančnost, da določi razdalje za oddaljene galaksije neposredno na podlagi preprostih geometrijskih načel. Poleg tega ga je mogoče uporabiti v mnogo več virih kot trenutno najbolj natančna metoda. "
"Takšne razdalje so ključne pri določanju kozmoloških parametrov, ki so značilni za naše vesolje, ali za natančno merjenje mase črnih lukenj," je dodal. "Dejansko je NGC 4151 ključno sidrišče za umerjanje različnih tehnik za oceno mase črnih lukenj. Naša nova razdalja pomeni, da so te množice morda sistematično podcenjevali za 40 odstotkov. "
Dr. Hoenig skupaj s kolegi na Danskem in Japonskem trenutno pripravlja nov program za razširitev svojega dela na številne druge AGN. Cilj je na ta nov način določiti natančne razdalje do ducat galaksij in jih uporabiti za omejevanje kozmoloških parametrov na nekaj odstotkov. V kombinaciji z drugimi meritvami bo to omogočilo boljše razumevanje zgodovine širjenja našega vesolja.
Raziskava je bila objavljena v sredo, 26. novembra, v spletni izdaji revije Narava.
