Иллюстрация сближения квазаров в сливающихся галактиках. Источник: NASA
Астрономы из Университета Альберты разработали способ точнее определять расстояние между двойными квазарами — яркими ядрами галактик, которые могут находиться накануне слияния. Метод должен уменьшить неопределённость при оценке скорости расширения Вселенной. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Квазары питаются сверхмассивными чёрными дырами в центрах галактик. Их аккреционные диски и струи способны на время сделать галактическое ядро ярче всех звёзд в диске. При слиянии галактик объединяются и их центральные области, что может приводить к формированию ещё более массивной чёрной дыры.
Обычно скорость удаления галактики определяют по излучению газовых облаков и связанному с ним красному смещению. Однако активные сверхмассивные чёрные дыры выбрасывают газ с большой скоростью, поэтому полученное значение может заметно отличаться от реального движения галактики. Из-за этого расстояние между двумя квазарами вдоль луча зрения оценивается с ошибкой до 10 млн световых лет, хотя промежуток между ними на небесной сфере измеряется достаточно точно.
Команда под руководством доцента астрофизики Университета Альберты Хуанцина Чэня проверила другой подход — эффект близости квазаров. Он основан на изучении линий поглощения водорода в окружающем газе, который нагревается светом квазара и становится прозрачным. Как пояснил Чэнь в пресс-релизе Университета Альберты, положение таких прозрачных областей можно использовать для определения расстояния между двумя квазарами, подобно тому как по двум светлым пятнам от ламп оценивают их взаимное расположение.
Моделирование и специальные алгоритмы показали, что новый метод способен определить физическое расстояние между квазарами с точностью до 500 тыс. световых лет. Для традиционных измерений погрешность достигает десятков миллионов световых лет. Хотя исследователи пока работали с симулированными данными, метод можно применить к уже собранным наблюдениям и не проводить многолетние повторные измерения.
«Эти наблюдения могут занимать годы, если их вообще удаётся получить», — сказал Чэнь. Следующим этапом станет проверка того, можно ли повысить точность метода с помощью более мелких особенностей реальных спектров квазаров. В работе также участвовали исследователь Института теоретической физики Лайнвайбера и доцент Мичиганского университета Камилла Авесструс, а также аспирант программы астрономии и астрофизики Мичиганского университета Якоб Вист.