FLICKERING KVASARU POMOHL SONDĚ CHANDRA MĚŘIT EXPANZNÍ RYCHLOST VESMÍRU


 

Astronomové používající rtg observatoř Chandra identifikovali flickering na snímku vzdáleného kvasaru. Pečlivě naplánované pozorování určilo, že tohoto efektu může být využito pro stanovení expanzní rychlosti vesmíru tak dobře, jako měření vzdálenosti extragalaktických objektů, prokazatelně se jedná o dva nejdůležitější faktory moderní astronomie.

George Chartas z Pensylvania State University a Marshall W. Bautz z Massachusetts Institute of Technology (MIT) Center for Space research prezentovali svá zjištění na setkání sekce High Energy Astrophysics při Americké astronomické společnosti v Honolulu, Havaj.

"Pečlivě naplánované pozorování kvasaru RXJ 0911.4+0551 observatoří Chandra vede k měření Hubbleovy konstanty, která dává informaci o expanzní rychlosti vesmíru téměř denně," řekl Chartas. Pozorování se nedělá se zrcadly, ale s "přeludem" čtyř obrázků jednoduchého kvasaru, kdy se zachytí světlo kvasaru v rozdílných časových momentech vzhledem k rychlosti světla a poloze "optického klamu".

Kvasary jsou neobyčejně vzdálené galaxie s jádry, které žhnou s intenzitou deset biliónů Sluncí, úkaz, který je způsoben pravděpodobně černou dírou v srdci galaxie. Jednoduchý "bodový zdroj" obraz kvasaru se může objevit jako čtyřnásobný nebo pětinásobný, když je kvasar slabým objektem a jeho záření je ovlivněno hmotným deflektorem jako je například slabá galaxie mezi námi a kvasarem.  "Optický klam" soustavy obrazů je vytvořen tehdy, když gravitační působení deflektoru zasahuje světelné paprsky, které ohýbá a dává jim různou cestu, než doletí k nám. Čas, kdy k nám paprsek doletí ze vzdáleného objektu závisí na cestě, kterou se dá.

"Ovlivňující galaxie může působit jako čočka," řekl Bautz. "Nyní si představme, že vzdálený, čočkou ovlivněný, kvasar se náhle zjasní. Přeludové obrázky kvasaru se budou zjasňovat v různých časech, které budou záviset na rozdílné cestě dopadajícího světelného paprsku k nám."

Kvasary, nepodobné obyčejným galaxiím, mění velmi svoji intenzitu, zvláště v rtg záření, řekl Gordon Garmire, profesor astronomie a astrofyziky v Penn State. To vzniká prudkým a nepravidelným tokem plynu do černé díry, která je hnací silou kvasaru. V kvasaru RXJ 0911.4+0551 astronomové zjistili náhlé zjasnění rtg záření, které trvalo řádově kolem dvou tisíc sekund. Bylo to napozorováno na jednom ze čtyř "přeludových" snímků. Měření čas-zpoždění asi 2 sekundy vzplanutí z "přeludového" snímku může opatřit absolutní vzdálenost k "odchylovači" (intervenující galaxii) a může tak být použita pro odhad expanzní rychlosti vesmíru. Sjur Refsdal poprvé navrhl tuto slibnou metodu v roce 1964. Metoda se vyhýbá mnoho nejistotám, které jsou spojeny s klasickým měřením vzdálenosti objektů a Hubbleovy konstanty.

Hlavní potíž v měření čas-zpoždění je, že zjasnění každého obrázku má být pozorně monitorována přes několik period čas-zpoždění. Kvasar musí vykazovat dostačující proměnlivost na časových škálách menších než je čas-zpoždění. Největší úsilí o změření čas-zpoždění do dnešní doby bylo v optické a radiové oblasti. Nevýrazná proměnnost kvasarů v těchto vlnových délkách neumožnila zvládnout omezení časového období čas-zpoždění.  Rtg pozorování kvasarů pomocí gravitační čočky na druhé straně ukazuje výraznou proměnnost na časových škálách hodin až dnů. Například bylo vzato 20 leté optické a radiové sledování k získání všeobecně přijatelného času-zpoždění pro kvasar Q0957+561 ovlivněný čočkou s přesností 3 procenta.

Chandra má mohutný potenciál informací, z kterého lze získat čas-zpoždění na základě jednoho pozorování. Chandra prováděla pozorování kvasaru RXJ 0911.4+0551 2. listopadu 1999 za pomoci Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).

Na obrázku vidíme složený X-ray snímek gravitační čočky RXJ 0911.4+0551 (nahoře) a světelné křivky vytvořených obrazů A2 (vlevo) a A1 (vpravo).


(podle cxc 0611 z 6.11.2000 připravil PH)