Джет из галактики с активным ядром M87 (иллюстрация NASA / The Hubble Heritage Team.)
Датские учёные нашли способ измерения расстояния до активных ядер галактик. Это позволит исследовать объекты с бóльшими красными смещениями и, возможно, даст ответ на многие вопросы, касающиеся тёмной энергии.
Процедура определения астрономических расстояний чрезвычайно сложна. Очевидным способом является измерение так называемой звёздной величины, то есть, по сути, видимой светимости объекта. Тогда, зная его светимость (или, что то же самое, абсолютную звёздную величину), можно определить расстояние, поскольку интенсивность излучения ослабевает пропорционально квадрату расстояния.
Однако установить абсолютную звездную величину практически невозможно. Так, на сегодня светимости известны лишь у цефеид и сверхновых типа Ia. Такие объекты с известной светимостью называются стандартными свечами. К сожалению, относительно небольшая светимость как цефеид, так и сверхновых не позволяет заглянуть с их помощью достаточно далеко во Вселенную. Например, максимальное красное смещение сверхновых типа Ia, до которых ещё можно с хорошей точностью вычислить расстояние, это z = 1,7.
Группа учёных из Центра космологии (Dark Cosmology Center) Университета Копенгагена, возглавляемая Дараком Уотсоном, нашла способ измерить расстояние до активных ядер галактик, пополнив, таким образом, класс стандартных свечей.
В центре каждой галактики с активным ядром находится сверхмассивная чёрная дыра, являющаяся интенсивным источником излучения (см.: джеты). Когда это излучение доходит до окружающего чёрную дыру газового облака, оно ионизует газ, и облако само начинает светиться. Любые изменения в потоке излучения от источника сказываются на излучении от облака, но с некоторой задержкой, зависящей от радиуса облака.
Измеряя задержку, можно вычислить радиус облака. Однако сам радиус должен быть пропорционален корню из светимости источника, поскольку интенсивность ионизующего излучения снижается как квадрат расстояния. Таким образом удаётся определить светимость активного ядра галактики.
Диаграмма Хаббла. На правой вертикальной оси представлены расстояния. Горизонтальная ось — красное смещение. (Иллюстрация авторов работы.)
Г-н Уотсон и его коллеги провели измерения светимости 38 активных ядер галактик с красными смещения до z = 4, что намного дальше, чем было доступно до сих пор, поэтому учёные полны оптимизма относительно использования их открытия в космологии и астрономии. В частности, измерения в области столь больших красных смещений способны помочь в проверке различных космологических моделей.
Подготовлено по материалам Technology Review и arXiv.
