Определение расстояния до галактик от нашей Солнечной системы является непростым занятием.
Знание того, насколько далеко находятся другие галактики относительно нашей, это не только ключ к пониманию размеров Вселенной, но и её возраста.
Раньше этот процесс основывался на обнаружении звезд в других галактиках, чей абсолютный световыход мог быть измерен.
Измеряя яркость этих звезд, ученые могли изучать некоторые галактики, находящиеся на расстоянии 300 млн световых лет от нас.
Однако благодаря группе ученых под руководством Себастьяна Хоенига (Sebastian Hoenig) из Саутгемптонского университета был разработан новый и более точный метод.
Подобно тому, чем занимаются инженеры-геодезисты здесь на Земле, они измерили физическую и угловую протяженность стандартной линейки в галактике, чтобы произвести калибровку удаленных измерений.
Хоениг и его коллеги использовали этот метод в Обсерватории Кека, расположенной неподалеку от вершины горы Мауна-Кеа, на острове Гавайи, США, чтобы впервые точно определить расстояние до галактики NGC 4151, которую астрономы называют Оком Саурона. Названа она так из-за своего сходства с образом Саурона из трилогии Властелин Колец.
Недавно сообщалось о расстояниях от 4 до 29 мегапарсек для неё, но используя новый метод, исследователям удалось рассчитать расстояние до черной дыры, которое оказалось равным 19 мегапарсекам.
Раскаленная пыль в виде кольца вокруг сверхмассивной черной дыры генерирует излучение в инфракрасном диапазоне, которое исследователи использовали в качестве линейки.
Угловая протяженность этого кольца оказалась настолько малой величиной, что наблюдатели использовали метод инфракрасной интерферометрии совместно с 10-метровым телескопами обсерватории, чтобы достигнуть разрешения по энергии, как у 85-метрового телескопа.
Для измерения физического размера пылевого кольца, исследователи измерили временную задержку между актами эмиссии света из области очень близкой к черной дыре и инфракрасной эмиссии. Задержка является расстоянием, которое должно быть преодолено светом от близкой к черной дыре области до раскаленной пыли.
Объединив все полученные данные ученые смогли измерить расстояние до NGC 4151.
«Одна из ключевых находок заключается в точности метода, где погрешность составляет лишь около 10 процентов. Фактически, если удастся использовать метод и для других объектов, то он потенциально может вытеснить прочие использующиеся в настоящее время методы определения расстояний до удаленных галактик, основываясь лишь на геометрических принципах.
Более того, он может быть использован и для многих других источников, вместо других самых точных методов», – пояснил Хоениг.
«Подобные расстояния являются ключевыми для определения космологических параметров, которые характеризуют нашу Вселенную, или для точного измерения масс черных дыр», – добавил он.
Результаты исследования был опубликованы 26 ноября в журнале Nature.