Stråling, der udsendes i nærheden af sorte huller, kunne bruges til at måle afstande på milliarder af lysår, siger forsker.
For nogle få år siden afslørede forskere, at universet ekspanderer i meget hurtigere tempo end oprindeligt antaget - en opdagelse, der vandt en Nobelpris i 2011. Men at måle hastigheden for denne acceleration over store afstande er stadig udfordrende og problematisk, siger prof. Hagai Netzer fra Tel Aviv University's School of Physics and Astronomy.
Nu har prof. Netzer sammen med Jian-Min Wang, Pu Du og Chen Hu fra Institute of High Energy Physics fra det kinesiske videnskabsakademi og Dr. David Valls-Gabaud fra Observatoire de Paris udviklet en metode med potentiale til at måle afstande på milliarder af lysår med en høj grad af nøjagtighed. Metoden bruger visse typer aktive sorte huller, der ligger i midten af mange galakser. Evnen til at måle meget lange afstande betyder, at man ser længere ind i universets fortid - og at kunne estimere dens ekspansionshastighed i en meget ung alder.
Kunstnerbegreb af et voksende sort hul eller kvasar set midt i en fjern galakse. Credit: NASA / JPL-Caltech
Dette målesystem er offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters, der tager højde for den stråling, der udsendes fra materialet, der omgiver sorte huller, før det absorberes. Når materiale trækkes ind i et sort hul, varmer det op og udsender en enorm mængde stråling op til tusind gange den energi, der produceres af en stor galakse, der indeholder 100 milliarder stjerner. Af denne grund kan det ses fra meget fjerne afstande, forklarer prof. Netzer.
Løsning for ukendte afstande
Brug af stråling til at måle afstande er en generel metode inden for astronomi, men indtil nu har sorte huller aldrig været brugt til at hjælpe med at måle disse afstande. Ved at tilføje målinger af mængden af energi, der udsendes fra nærheden af det sorte hul, til den mængde stråling, der når Jorden, er det muligt at udlede afstanden til selve det sorte hul og tiden i universets historie, når energien blev udsendt.
At få et nøjagtigt skøn over den stråling, der udsendes, afhænger af det sorte huls egenskaber. For den specifikke type sorte huller, der er målrettet mod dette arbejde, er mængden af stråling, der udsendes, når objektet trækker stof ind i sig selv, faktisk proportional med dens masse, siger forskerne. Derfor kan længe etablerede metoder til måling af denne masse bruges til at estimere den involverede stråling.
Levedygtigheden af denne teori blev bevist ved at bruge de kendte egenskaber ved sorte huller i vores egen astronomiske nærhed, “kun” flere hundrede millioner lysår væk. Professor Netzer mener, at hans system vil tilføje astronomens værktøjskasse til måling af afstande langt længere væk og kompliment til den eksisterende metode, der bruger de eksploderende stjerner kaldet supernovaer.
Lysende ”mørk energi”
Ifølge prof. Netzer har evnen til at måle fjerntliggende afstande potentialet til at afsløre nogle af universets største mysterier, som er cirka 14 milliarder år gamle. ”Når vi ser på en afstand af milliarder af lysår, ser vi så langt ind i fortiden,” forklarer han. ”Det lys, som jeg ser i dag, blev først produceret, da universet var meget yngre.”
Et sådant mysterium er arten af det astronomer kalder ”mørk energi”, den mest betydningsfulde energikilde i nutidens univers. Denne energi, der manifesteres som en slags ”anti-gravitation”, antages at bidrage til den accelererede udvidelse af universet ved at skubbe udad. Det endelige mål er at forstå mørk energi på fysiske grunde, besvare spørgsmål som om denne energi har været konsistent gennem tiden og om den sandsynligvis vil ændre sig i fremtiden.
Via Tel Aviv University