NASA imagem de um quasar
Aglomerado de galáxias contendo um quasar
Um tipo comum de núcleos galácticos ativos (AGN) poderia ser usado como uma "vela padrão" preciso para medir distâncias cósmicas - de acordo com os astrônomos na Dinamarca e Austrália.AGNs são alguns dos objetos mais brilhantes do universo visível e que a técnica poderia permitir que astrônomos para determinar distâncias muito maiores do que é possível com as técnicas atuais, dizem os cientistas.
Velas padrão são objetos distantes com brilho conhecido que dão astrônomos uma medida muito precisa das distâncias cósmicas - o dimmer a vela aparece para nós, quanto mais longe que deve ser.Estudar estas velas é crucial para nosso entendimento da época e densidade de energia do universo. Na verdade, o uso de supernovas e cefeidas como velas padrão transformou nossa compreensão do cosmos em sua cabeça através da descoberta da aceleração da expansão do universo e da introdução da energia escura.

"Reverberação mapeamento '

No entanto, medições confiáveis ​​de distâncias superiores a redshift de cerca de 1,7 estão além da capacidade atual da conhecida velas padrão. Agora, Darach Watson e seus colegas da Universidade de Copenhague e da Universidade de Queensland têm demonstrado que uma relação estreita entre a luminosidade de um AGN eo raio de sua "ampla região-line" pode ser usado para medir distâncias cósmicas.O raio é encontrado usando "mapeamento de reverberação", uma técnica estabelecida para estudar a estrutura interna de AGNs, para medir sua massa. No entanto, até que este mais recente trabalho, o método não tinha sido considerado na busca de novas velas padrão.
De acordo com o astrônomo Copenhagen Kelly Denney, a abordagem funciona usando o tipo-1 AGNs - aquelas com ampla linha de emissões no espectro visível. Esses objetos têm uma área densa de gás e poeira ao redor do buraco negro chamado a região ampla-line. A região é assim chamada porque a luz emitida pelo gás tem larguras de linha muito mais ampla do que a luz da maioria das outras fontes astronómicas.

Cerne da questão

Muito mais próximo do buraco negro é o disco de acreção, onde a matéria cair no buraco negro coleta, causando uma grande quantidade de luz a ser produzido. Como esta luz viaja para o exterior, que ioniza o gás na região ampla-line, fazendo com que emitem luz com as distintas larguras de linha larga porque o gás está se movendo a muitos milhares de quilômetros por segundo, devido à gravidade do buraco negro, e os Doppler associado a este movimento provoca o alargamento. No entanto, a quantidade de luz produzida no disco de acreção não é constante. Comparando com cuidado o momento em que a luz é emitida a partir do disco de acreção ea hora em que a luz ionizado é re-emitida da região ampla-line, os astrônomos podem medir um intervalo de tempo entre a luz que chega das duas fontes. Este atraso é proporcional ao raio da região ampla linha dividida pela velocidade da luz. Este raio se correlaciona fortemente com a luminosidade do AGN. A luminosidade, por sua vez é usado para calcular a distância, porque eles estão inversamente relacionadas.
A técnica, no entanto, é difícil e não foi até 2009 que Denney - em seguida, trabalhar com o grupo Bradley Peterson na Ohio State University - melhorou bastante a precisão dos dados a partir da relação de raio-luminosidade tal que permitiria uma distância precisa para ser calculado. Quando Darach Watson deparei com o resultado, ele perguntou por que isso não estava sendo usado como um indicador de distância já. "A resposta simples era" Huh, bem, eu não sei! " Todos na comunidade AGN normalmente quer saber por que ninguém tenha pensado nisso antes! " disse Denney.

Vela ao vento

Para confirmar a capacidade técnica para dar a distância de um AGN, Watson e seus colegas examinou uma amostra de 38 AGNs a distâncias conhecidas. Eles descobriram que o mapeamento de reverberação deu uma estimativa razoável da distância para o AGNs.Kenney brincou: "Isso quase faz com que a noção de AGNs como velas padrão um oxímoro, já que é sua variabilidade que torna o método de trabalho!"
Atualmente, a técnica AGN não é tão confiável quanto os baseados em Cepheids ou supernovas. No entanto, ao contrário de uma supernova - que dura um tempo relativamente curto - um AGN pode ser observado durante longos períodos, reduzindo incertezas observacionais. Além disso, existem em todos os AGNs redshifts, por isso os astrônomos podem escolher e escolher qual deles para estudo.
Nos próximos meses, os pesquisadores pretendem reduzir a dispersão em seus dados atuais e trabalhar em maior redshift experimentos de mapeamento de reverberação. "Uma desvantagem do método é que, devido a efeitos de dilatação do tempo, o monitoramento em tempo necessários para medir os atrasos podem se tornar muito longo, especialmente para alto redshift fontes. Estamos investigando formas de reduzir este tempo, como trabalhar na UV, onde os atrasos são mais curtos. " diz Denney.
A pré-impressão de um artigo sobre o trabalho está disponível noarXiv .