Determinare la distanza delle galassie dal nostro Sistema solare è un affare complicato. In passato, questo processo si basava sulla ricerca di stelle in altre galassie la cui emissione di luce assoluta era misurabile. Misurando la luminosità di queste stelle, gli scienziati sono stati in grado di rilevare alcune galassie che si trovano a 300 milioni di anni luce da noi.
Tuttavia, è stato sviluppato un metodo nuovo e più accurato, grazie a un team di scienziati guidato dal Dr. Sebastian Hoenig dell'Università di Southampton. Simile a quello che i topografi usano qui sulla Terra, hanno misurato il fisico e l'angolazione (o apparente) dimensioni di un righello standard nella galassia per calibrare le misurazioni della distanza.
Hoenig e il suo team hanno utilizzato questo metodo presso l'Osservatorio Weck Keck, vicino alla cima del Mauna Kea alle Hawaii, per determinare con precisione per la prima volta la distanza dalla galassia NGC 4151 - altrimenti nota agli astronomi come "Eye of Sauron". la galassia NGC 4151, che è stata soprannominata "Occhio di Sauron" dagli astronomi per la sua somiglianza con la rappresentazione di Sauron nella trilogia di "Il Signore degli Anelli", è importante per misurare accuratamente le masse dei buchi neri.
Le distanze recentemente riportate vanno da 4 a 29 megaparsecs, ma usando questo nuovo metodo i ricercatori hanno calcolato una distanza di 19 megaparsecs dal buco nero supermassiccio.
Infatti, come nella famosa saga, un anello gioca un ruolo cruciale in questa nuova misurazione. Gli scienziati hanno osservato che tutte le grandi galassie nell'universo hanno un buco nero supermassiccio nel loro centro. E in circa un decimo di tutte le galassie, questi buchi neri supermassicci continuano a crescere inghiottendo enormi quantità di gas e polvere dai loro ambienti circostanti.
In questo processo, il materiale si riscalda e diventa molto luminoso - diventando le fonti di emissione più energiche nell'universo conosciute come nuclei galattici attivi (AGN).
La polvere calda forma un anello attorno al buco nero supermassiccio ed emette radiazioni infrarosse, che i ricercatori hanno usato come sovrano. Tuttavia, la dimensione apparente di questo anello è così piccola che le osservazioni sono state condotte utilizzando l'interferometria a infrarossi per combinare i doppi telescopi da 10 metri dell'Osservatorio W. Keck, per ottenere la potenza di risoluzione di un telescopio da 85 m.
Per misurare la dimensione fisica dell'anello polveroso, i ricercatori hanno misurato il ritardo tra l'emissione di luce da molto vicino al buco nero e l'emissione infrarossa. Questo ritardo è la distanza che la luce deve percorrere (alla velocità della luce) da vicino al buco nero verso la polvere calda.
Combinando questa dimensione fisica dell'anello di polvere con la dimensione apparente misurata con i dati dell'interferometro di Keck, i ricercatori sono stati in grado di determinare la distanza dalla galassia NGC 4151.
Come ha affermato il dott. Hoenig: “Una delle scoperte chiave è che la distanza determinata in questo nuovo modo è abbastanza precisa - con solo circa il 10% di incertezza. Infatti, se l'attuale risultato per NGC 4151 vale per altri oggetti, può potenzialmente battere qualsiasi altro metodo corrente per raggiungere la stessa precisione per determinare le distanze per le galassie remote direttamente sulla base di semplici principi geometrici. Inoltre, può essere facilmente utilizzato su molte più fonti rispetto all'attuale metodo più preciso. "
"Tali distanze sono fondamentali per fissare i parametri cosmologici che caratterizzano il nostro universo o per misurare con precisione le masse del buco nero", ha aggiunto. “In effetti, NGC 4151 è un'ancora cruciale per calibrare varie tecniche per stimare le masse del buco nero. La nostra nuova distanza implica che queste masse potrebbero essere state sistematicamente sottovalutate del 40% ".
Il Dr. Hoenig, insieme ai colleghi in Danimarca e Giappone, sta attualmente istituendo un nuovo programma per estendere il loro lavoro a molti altri AGN. L'obiettivo è quello di stabilire distanze precise per una dozzina di galassie in questo nuovo modo e usarle per limitare i parametri cosmologici a pochi punti percentuali. In combinazione con altre misurazioni, ciò fornirà una migliore comprensione della storia dell'espansione del nostro universo.
La ricerca è stata pubblicata mercoledì 26 novembre nell'edizione online della rivista Natura.
