211service.com
Astronomen ontdekken nieuwe standaardkaars
Een van de lastigste problemen in de astronomie is het meten van afstand.
In theorie zou afstand eenvoudig te berekenen moeten zijn. Als je de intrinsieke helderheid van een object kent, kan een eenvoudige maat voor de schijnbare helderheid je vertellen hoe ver het is verwijderd (omdat de helderheid daalt als een omgekeerd kwadraat van de afstand).
In de astronomie is het probleem van afstand dus nauw verbonden met het probleem van het kennen van de intrinsieke helderheid van een object.
Maar dat is moeilijk. Er is gewoon geen manier om de intrinsieke helderheid van de meeste sterren en sterrenstelsels te bepalen en dus is er geen manier om hun afstand te bepalen.
Astronomen hebben echter een paar uitzonderingen gevonden. Een daarvan is de Cepheid-variabele, een ster waarvan de helderheid is gekoppeld aan de snelheid waarmee de helderheid pulseert. Dus als je de pulsatieperiode kent, kun je de intrinsieke helderheid berekenen.
Een andere is type 1a supernova, die allemaal met ongeveer dezelfde massa exploderen en dus dezelfde intrinsieke helderheid hebben.
Deze zogenaamde standaardkaarsen zijn de linialen die astronomen gebruiken om afstanden in het heelal te meten. Als zodanig zijn ze enorm waardevol.
Vandaag zeggen Darach Watson van het Dark Cosmology Center aan de Universiteit van Kopenhagen in Denemarken en een paar vrienden dat ze een geheel nieuw soort standaardkaars hebben bedacht die de afstand tot actieve galactische kernen meet.
Actieve galactische kernen zijn sterrenstelsels met een centraal superzwaar zwart gat dat intense straling uitzendt. Wanneer deze straling nabijgelegen gaswolken raakt, ioniseert het deze waardoor ze een eigen karakteristiek licht uitstralen.
De afgelopen jaren hebben astronomen ontdekt dat ze zowel de emissies van het superzware zwarte gat als de emissies van de gaswolken kunnen zien. Deze zijn duidelijk gerelateerd, maar de tijd die straling nodig heeft om de wolk te bereiken, betekent dat veranderingen hier achterblijven bij die in het superzware zwarte gat.
Deze vertraging, die kan worden gemeten met een techniek die nagalmkartering wordt genoemd, is dan een duidelijke maatstaf voor de straal van de wolk.
Maar aangezien de flux van de straling van het zwarte gat daalt als een omgekeerde kwadratenwet, hangt de helderheid van deze wolken ook af van hun straal.
Een goede maat voor hun straal geeft dus ook een indicatie van hun intrinsieke helderheid.
Nu hebben Watson en co deze techniek gebruikt om de afstand tot 38 actieve galactische kernen te meten op afstanden tot z=4. Dat is aanzienlijk verder dan mogelijk is met supernova type 1a, waarvan de afstand niet nauwkeuriger kan worden gemeten dan z=1,7.
Om te zeggen dat dit interessant is, is zacht uitgedrukt. Toen in het begin van de 20e eeuw Cepheïde-variabelen werden geïdentificeerd als standaardkaarsen, gebruikte Edwin Hubble ze om aan te tonen dat het heelal uitdijde.
Toen begin jaren negentig supernova's van type 1a werden geïdentificeerd als standaardkaarsen, gebruikten astronomen ze om te ontdekken dat de uitdijing van het heelal versnelt.
Dus hoe zit het met de vooruitzichten voor deze nieuwe methode? Actieve galactische kernen behoren tot de helderste objecten in het universum. Astronomen kunnen ze zien op afstanden tot ongeveer z=7, wat overeenkomt met slechts 750 miljoen jaar na de oerknal.
Een nauwkeurige manier om hun afstand te bepalen, zal zeker verstrekkende gevolgen hebben.
Referentie: arxiv.org/abs/1109.4632 : Een nieuwe kosmologische afstandsmaat met behulp van AGN