วิธีการใหม่ในการวัดระยะทางดาราศาสตร์ขนาดใหญ่คือการให้แกนปรมาณูแก่นักวิจัยเพื่อกำหนดว่ากาแลคซีไกลโพ้นนั้นห่างไกลแค่ไหน “ เราวัดระยะทางเรขาคณิตโดยตรงไปยังกาแลคซีโดยไม่ขึ้นกับภาวะแทรกซ้อนและสมมติฐานที่มีอยู่ในเทคนิคอื่น การวัดนี้เน้นวิธีการอันมีค่าที่สามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราการขยายตัวของเอกภพในท้องถิ่นซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการค้นหาธรรมชาติของพลังงานมืด” James Braatz จากหอดูดาวดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (NRAO) กล่าว พูดวันนี้ที่การประชุม American Astronomical Society ในพาซาดีนาแคลิฟอร์เนีย
Braatz และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ Array Baseline Array (VLBA) ของ Long Science Foundation และ Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) และกล้องโทรทรรศน์วิทยุ Effelsberg ของ Max Planck Institute สำหรับ Radioastronomy (MPIfR) ในประเทศเยอรมนีเพื่อตรวจสอบกาแลคซี UGC 3789 ขนานนามว่าเป็น 160 ล้านปีแสงจากโลก ในการทำเช่นนี้พวกเขาวัดขนาดเชิงเส้นและเชิงมุมของดิสก์ของวัสดุอย่างแม่นยำที่โคจรรอบหลุมดำใจกลางกาแลคซี โมเลกุลของน้ำในดิสก์ทำหน้าที่เป็นผู้เชี่ยวชาญในการขยายหรือเสริมสร้างคลื่นวิทยุในแบบที่แสงเลเซอร์ขยายคลื่นแสง
การสำรวจเป็นองค์ประกอบสำคัญของความพยายามหลักในการวัดอัตราการขยายตัวของเอกภพหรือที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิลด้วยความแม่นยำที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก นักจักรวาลวิทยากล่าวว่าความพยายามนั้นเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการอธิบายคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับธรรมชาติของพลังงานมืด “ การวัดใหม่นั้นมีความสำคัญเพราะมันแสดงให้เห็นถึงเทคนิคทางเรขาคณิตขั้นตอนเดียวสำหรับการวัดระยะทางสู่กาแลคซีไกลพอที่จะสรุปอัตราการขยายตัวของเอกภพ” Braatz กล่าว
พลังงานมืดถูกค้นพบในปี 2541 โดยมีข้อสังเกตว่าการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่ง มันประกอบไปด้วย 70% ของสสารและพลังงานในจักรวาล แต่ธรรมชาติของมันยังไม่เป็นที่รู้จัก การกำหนดลักษณะของมันเป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุดในฟิสิกส์ดาราศาสตร์
“ การวัดระยะทางที่แม่นยำเป็นหนึ่งในปัญหาที่เก่าแก่ที่สุดในดาราศาสตร์และการใช้เทคนิควิทยุ - ดาราศาสตร์ค่อนข้างใหม่กับปัญหาเก่านี้มีความสำคัญต่อการแก้ไขหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 21” มาร์คเรดสมาชิกทีมฮาร์วาร์ดกล่าว ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมิ ธ โซเนียน (CfA)
งานเกี่ยวกับ UGC 3789 เป็นไปตามการตรวจวัดสถานที่สำคัญที่ทำกับ VLBA ในปี 1999 ซึ่งระยะทางจากกาแลคซี NGC 4258 - 23 ล้านปีแสง - วัดโดยตรงโดยการสังเกตผู้เชี่ยวชาญทางน้ำในดิสก์ของวัสดุที่โคจรรอบหลุมดำกลาง การวัดดังกล่าวอนุญาตให้ปรับแต่งเทคนิคการวัดระยะทางอื่นทางอ้อมโดยใช้ดาวแปรแสงเป็น“ เทียนมาตรฐาน”
การวัดที่ UGC 3789 ได้เพิ่มระยะทางใหม่อีกเจ็ดครั้งที่ไกลกว่า NGC 4258 ซึ่งอยู่ใกล้เกินไปที่จะวัดค่า Hubble Constant โดยตรง ความเร็วที่ NGC 4258 ลดลงจากทางช้างเผือกสามารถได้รับอิทธิพลจากเอฟเฟกต์ในท้องถิ่น “ UGC 3789 นั้นเพียงพอแล้วที่ความเร็วที่มันเคลื่อนออกจากทางช้างเผือกนั้นบ่งบอกถึงการขยายตัวของเอกภพได้มากขึ้น” Elizabeth Humphreys จาก CfA สมาชิกในทีมกล่าว
หลังจากความสำเร็จกับ NGC 4258 นักดาราศาสตร์ใช้ GBT ที่มีความไวสูงในการค้นหากาแลคซีอื่น ๆ ที่มีโมเลกุลโมเลกุลน้ำที่คล้ายกันในดิสก์ที่โคจรรอบหลุมดำกลางของพวกมัน เมื่อพบผู้สมัครแล้วนักดาราศาสตร์ก็ใช้ VLBA และ GBT ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์เอฟเฟลสเบิร์กเพื่อสร้างภาพของดิสก์และวัดโครงสร้างการหมุนแบบละเอียดซึ่งจำเป็นสำหรับการวัดระยะทาง ความพยายามนี้ต้องการการสำรวจกาแลคซีแต่ละปีเป็นเวลาหลายปี UGC 3789 เป็นกาแลคซีแห่งแรกในโครงการที่ให้ระยะทางที่แม่นยำเช่นนี้
สมาชิกในทีม Cheng-Yu Kuo แห่ง University of Virginia ได้นำเสนอภาพของแผ่นดิสก์ maser ใน NGC 6323 ซึ่งเป็นกาแลคซีที่อยู่ไกลกว่า UGC 3789 นี่คือขั้นตอนที่จะใช้กาแลคซีนี้เพื่อมอบไมล์จักรวาลที่มีค่าอื่น “ ความไวแสงสูงของกล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถสร้างภาพของกาแลคซีดังกล่าวได้นานกว่า 300 ล้านปีแสง” Kuo กล่าว
ที่มา: AAS
