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科学家开发一种测量与星系距离的新方法

/ em使用W. M. Keck天文台,科学家们已经开发出一种测量数百万光年远的银河系精确距离的新方法。 / em

该方法与土地测量员在地球上使用的方法类似,通过测量银河系中标准尺的物理和角度(或“表观”)尺寸来校准距离该信息的距离。

这项发表在“自然”杂志上的研究被用于确定附近NGC4151星系的准确距离,这是以前没有的。 NGC4151被天文学家称为“索伦之眼”,它与“指环王”中的人物眼睛的电影描绘相似,这对于准确测量黑洞质量很重要。

最近报道的距离范围从4到29兆帕,但是使用这种新方法,研究人员计算了超大质量黑洞距离19兆帕。

事实上,正如着名的传奇一样,戒指在这一新测量中扮演着至关重要的角色。宇宙中的所有大星系都在其中心拥有一个超大质量黑洞,在所有星系的十分之一左右,这些超大质量黑洞正在通过吞噬周围环境中的大量气体和尘埃而成长。在这个过程中,物质升温并变得非常明亮 - 成为宇宙中最有活力的发射源,称为活性星系核(AGN)。

热尘埃在超大质量黑洞周围形成环状,并发射出红外辐射,研究人员将其用作尺子。然而,这个环的表观尺寸非常小,以至于使用红外干涉测量法来结合W.M.Keck天文台的双10米望远镜来实现85米望远镜的分辨率。

为了测量尘埃环的物理尺寸,研究人员测量了非常接近黑洞的光发射与红外发射之间的时间延迟。这种延迟是指光从黑洞到热尘埃的行进距离(以光速)。

通过将尘埃环的物理尺寸与Keck干涉仪的测量数据相结合,研究人员能够确定与NGC 4151的距离。

首席研究员Honig博士说:“其中一个主要发现是,以这种新方式确定的距离非常精确 - 只有约10%的不确定性。事实上,如果NGC 4151的当前结果适用于其他物体,它可能会击败任何其他目前的方法,以达到相同的精度,直接基于简单的几何原理确定远程星系的距离。而且,它可以用在比目前最精确的方法更多的来源上。“

“这种距离是确定我们宇宙特征的宇宙学参数或准确测量黑洞质量的关键。事实上,NGC 4151是校准各种技术以评估黑洞质量的关键锚。我们的新距离意味着这些群众可能被有系统地低估了40%。“

Honig博士与丹麦和日本的同事正在制定一项新计划,将其工作扩大到更多AGN。目标是以这种新方式与十几个星系建立精确的距离,并用它们将宇宙学参数限制在百分之几之内。结合其他测量结果,这将更好地了解我们宇宙的扩张历史。

出版物:Sebastian F. Honig等人,“NGC 4151中超大质量黑洞的19兆帕的尘埃视差距离”,Nature 515,528-530(2014年11月27日); DOI:10.1038 / nature13914

PDF研究副本:NGC 4151中超大质量黑洞的19百万像素的尘埃视差距离

来源:南安普顿大学

图片:钱德拉X射线天文台