Wizja artystyczna kwazara

Kwazary to nowe świece standardowe

Naukowcy zaproponowali nowy sposób pomiarów odległości w kosmosie. Wykorzystują do tego kwazary, czyli najjaśniejsze obiekty we Wszechświecie. To nowe świece standardowe, które mogą przyczynić się do wielu ważnych odkryć astronomicznych.

W 1929 r. Edwin Hubble zauważył, że odległości i prędkości galaktyk są ze sobą powiązane – można obliczyć je na podstawie obserwacji tzw. cefeid, czyli gwiazd zmiennych z gwiazdozbioru Cefeusza. W ten sposób można badać tylko gwiazdy w stosunkowo bliskich galaktykach. Do rozszerzenia skali odległości naukowcy musieli użyć supernowych, które można obserwować ze znacznie większych odległości. Porównując obserwowaną jasność supernowych z ich jasnością wewnętrzną, astronomowie są w stanie określić odległości, odnosząc to do prędkości galaktyki, co opisuje prawo Hubble’a-Lemaître’a.

Najbardziej wiarygodne są supernowe typu Ia, które uważa się za tzw. świece standardowe. Są to obiekty astronomiczne o znanej absolutnej wielkości gwiazdowej. Znając jasność absolutną oraz jasnością pozorną (obserwowaną) można wyznaczyć odległość do takiego obiektu. Niestety, supernowe typu Ia nie są idealnymi świecami standardowymi – najbardziej odległa znana nam supernowa (SN SCP-0401) jest oddalona od Ziemi o ok. 10 mld lat świetlnych, czyli wybuchła ok. 3,7 mld lat po Wielkim Wybuchu. Oznacza to, że supernowych typu Ia nie możemy wykorzystywać do określania odległości we wszystkich sytuacjach.

Nowa rola kwazarów

Astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics –
Susanna Bisogni, Francesca Civano, Martin Elvis i Pepi Fabbiano – zaproponowali wykorzystanie kwazarów jako nowych świec standardowych. Najbardziej odległe znane kwazary powstały ok. 700 mln lat po Wielkim Wybuchu (czyli 13 mld lat temu), co znacznie rozszerza zakres detekcji świec standardowych.

Kolejną zaletą kwazarów jest to, że w ciągu ostatnich kilku lat odkryto ich naprawdę sporo. Procesy fizyczne w nich zachodzące różnią się od tych obserwowanych w supernowych, a to z kolei oznacza więcej niezależnych miar parametrów kosmologicznych.

Zgodnie z nowymi ustaleniami, emisja promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego w kwazarach jest ściśle związana. Bazując na wcześniejszych metodach, naukowcy przeanalizowali pomiary rentgenowskie 2332 odległych kwazarów zaobserwowanych przez Kosmiczny Teleskop Chandra i porównali je z wynikami pomiarów w ultrafiolecie ze Sloan Digital Sky Survey. Odkryli, że ścisła korelacja, o której już wiadomo, że istnieje pomiędzy ultrafioletową i rentgenowską jasnością lokalnych kwazarów, utrzymuje się w odległych kwazarach przez ponad 85% wieku Wszechświata.

Wynika z tego, że te dwie wielkości mogą wyznaczyć odległość każdego kwazara, a odległości te mogą być użyte do testowania modeli kosmologicznych. Jeśli wyniki zostaną potwierdzone, dostarczą astronomom nowego narzędzia do pomiaru właściwości rozszerzającego się Wszechświata.

Więcej na ten temat przeczytacie tutaj.