Eine neue Methode zur Messung großer astronomischer Entfernungen bietet Forschern einen kosmischen Maßstab, um genau zu bestimmen, wie weit entfernte Galaxien entfernt sind. „Wir haben einen direkten geometrischen Abstand zur Galaxie gemessen, unabhängig von den Komplikationen und Annahmen, die mit anderen Techniken verbunden sind. Die Messung zeigt eine wertvolle Methode, mit der die lokale Expansionsrate des Universums bestimmt werden kann, die für unsere Suche nach der Natur der Dunklen Energie von entscheidender Bedeutung ist “, sagte James Braatz vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO) sprach heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in Pasadena, Kalifornien.
Braatz und seine Kollegen verwendeten das Very Long Baseline Array (VLBA) der National Science Foundation und das Green Bank Telescope (GBT) von Robert C. Byrd sowie das Effelsberg Radio Radio Telescope des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) in Deutschland, um diese Galaxie zu bestimmen UGC 3789 heißt 160 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Dazu haben sie sowohl die lineare als auch die Winkelgröße einer Materialscheibe, die das zentrale Schwarze Loch der Galaxie umkreist, genau gemessen. Wassermoleküle in der Scheibe wirken als Masers, um Radiowellen so zu verstärken oder zu verstärken, wie Laser Lichtwellen verstärken.
Die Beobachtung ist ein Schlüsselelement einer großen Anstrengung, die Expansionsrate des Universums, bekannt als Hubble-Konstante, mit stark verbesserter Präzision zu messen. Diese Bemühungen, sagen Kosmologen, sind der beste Weg, um mögliche Erklärungen für die Natur der Dunklen Energie einzugrenzen. "Die neue Messung ist wichtig, da sie eine einstufige geometrische Technik zum Messen von Entfernungen zu Galaxien demonstriert, die weit genug entfernt sind, um auf die Expansionsrate des Universums schließen zu können", sagte Braatz.
Dunkle Energie wurde 1998 mit der Beobachtung entdeckt, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. Es macht 70 Prozent der Materie und Energie im Universum aus, aber seine Natur bleibt unbekannt. Die Bestimmung seiner Natur ist eines der wichtigsten Probleme in der Astrophysik.
"Das Messen präziser Entfernungen ist eines der ältesten Probleme in der Astronomie, und die Anwendung einer relativ neuen Radioastronomietechnik auf dieses alte Problem ist entscheidend für die Lösung einer der größten Herausforderungen der Astrophysik des 21. Jahrhunderts", sagte Teammitglied Mark Reid von der Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Die Arbeit an UGC 3789 folgt einer wegweisenden Messung, die 1999 mit dem VLBA durchgeführt wurde und bei der die Entfernung zur Galaxie NGC 4258 - 23 Millionen Lichtjahre - direkt durch Beobachtung von Wassermasern in einer Materialscheibe gemessen wurde, die das zentrale Schwarze Loch umkreist. Diese Messung ermöglichte die Verfeinerung anderer indirekter Entfernungsmessverfahren unter Verwendung variabler Sterne als „Standardkerzen“.
Die Messung zu UGC 3789 fügt einen neuen Meilenstein hinzu, der siebenmal weiter entfernt ist als NGC 4258, der selbst zu nahe ist, um die Hubble-Konstante direkt zu messen. Die Geschwindigkeit, mit der NGC 4258 aus der Milchstraße zurücktritt, kann durch lokale Effekte beeinflusst werden. "UGC 3789 ist weit genug entfernt, dass die Geschwindigkeit, mit der es sich von der Milchstraße entfernt, eher auf die Expansion des Universums hinweist", sagte Teammitglied Elizabeth Humphreys von der CfA.
Nach dem Erfolg mit NGC 4258 suchten Astronomen mit dem hochempfindlichen GBT nach anderen Galaxien mit ähnlichen Wassermolekülmasern in Scheiben, die ihre zentralen Schwarzen Löcher umkreisen. Sobald Kandidaten gefunden wurden, verwendeten die Astronomen die VLBA und die GBT zusammen mit dem Effelsberg-Teleskop, um Bilder der Scheiben zu erstellen und ihre detaillierte Rotationsstruktur zu messen, die für die Entfernungsmessungen benötigt wird. Diese Bemühungen erfordern mehrjährige Beobachtungen jeder Galaxie. UGC 3789 ist die erste Galaxie im Programm, die eine so genaue Entfernung liefert.
Das Teammitglied Cheng-Yu Kuo von der University of Virginia präsentierte ein Bild der Maser-Scheibe in NGC 6323, einer Galaxie, die noch weiter entfernt ist als UGC 3789. Dies ist ein Schritt in Richtung der Verwendung dieser Galaxie, um einen weiteren wertvollen kosmischen Meilenstein bereitzustellen. "Die sehr hohe Empfindlichkeit der Teleskope ermöglicht es, solche Bilder von Galaxien auch über 300 Millionen Lichtjahre hinaus zu erstellen", sagte Kuo.
Quelle: AAS
