Medzinárodný tím Michala Zajačka zistil, že prach nachádzajúci sa v centrách galaxií môže skresľovať zmerané vzdialenosti galaxií od nás.
Poloha 58 galaxií na oblohe spolu s rozložením prachu našej Mliečnej cesty. Zdroj: MUNI, autor: Zajaček et al.
Prach v okolí centier galaxií významne ovplyvňuje meranie ich vzdialeností vo vesmíre. Upozornil na to tím fyzikov pod vedením Michala Zajačka z Masarykovej univerzity, ktorý spracovával ultrafialové a röntgenové dáta zo súboru 58 aktívnych galaxií.
Astrofyzici, ktorí sa dlhodobo zaoberajú vznikom, štruktúrou a vývojom vesmíru, využívajú explodujúce hviezdy alebo supernovy ako takzvané štandardné sviečky.
Určenie svietivostnej vzdialenosti vo vesmíre
Štandardná sviečka je v astronómii označením zdroja známej svetelnej energie, ktorý umožňuje určiť jeho vzdialenosť od Zeme. Štandardné sviečky slúžia na meranie vzdialeností vo vesmíre. Vďaka porovnaniu zmeranej intenzity žiarenia supernovy s jej celkovou energiou možno totiž určiť i svietivostnú vzdialenosť vo vesmíre.
Rozpor v Hubblovej konštante
V posledných desiatich rokoch však niektoré merania spôsobili teoretickým fyzikom vrásky na čele. Objavili totiž určité nezrovnalosti v zmeranej miere rozpínania vesmíru, v Hubblovej konštante.
„Je síce známa skutočnosť, že vesmír sa rozpína a jeho rozpínanie sa zrýchľuje, lenže známe metódy prinášali najmä pri meraní rýchlosti rozpínania rozdielne hodnoty,“ opísal Michal Zajaček z Ústavu teoretickej fyziky a astrofyziky Prírodovedeckej fakulty Masarykovej univerzity.
Rozpor v Hubblovej konštante sa objavuje pri porovnaní blízkych a vzdialených meraní. Rozlúsknutie tohto problému by pomohlo meraniu naprieč celým viditeľným vesmírom, čo umožňujú galaxie. „Najprv je však nutné ich nakalibrovať, aby sa dali využívať ako štandardné sviečky na meranie vzdialeností,“ vysvetlil brniansky fyzik.
Využitie dvoch odlišných metód
Odborníci vytipovali 58 aktívnych galaxií, ktoré sa dajú kalibrovať pomocou dvoch odlišných metód. Prvá metóda vyhodnocuje ultrafialové a röntgenové žiarenie vyžarované centrami galaxií. Druhá metóda pracuje s hodnotami ultrafialového žiarenia vo vzťahu k polomerom akrečných diskov kvazarov.
Akrečným diskom sa nazýva štruktúra vytvorená z rýchlo rotujúceho plynu okolo masívnej čiernej diery v centrách galaxií. Plyn sa pri rýchlom obehu zahrieva na vysoké teploty okolo státisícov stupňov Celzia a žiari intenzívne najmä v ultrafialovej a röntgenovej oblasti spektra.
„Z výsledkov meraní vzdialeností galaxií pomocou spomínaných dvoch metód vyplynul rozpor, takže sme sa zaoberali otázkou, čím to môže byť. Zistili sme, že prach, ktorý sa nachádza v centrách galaxií a obieha v podobe oblakov okolo centrálnej čiernej diery, môže pohlcovať a rozptyľovať ultrafialové aj röntgenové žiarenie týchto kvazarov, a tým skresľovať zmerané vzdialenosti galaxií od nás,“ objasnil astrofyzik a hlavný autor štúdie. „Je to podobné, ako keď si predstavíte piesočnú búrku na púšti, ktorá výrazne tlmí slnečné svetlo,“ dodal Zajaček.
Zistenie hodné Nobelovej ceny
Tím Michala Zajačka, v ktorom sú aj astronómovia z Poľska a USA, vo svojej práci – na základe získaných dát – ukázal, že prach v okolí galaxií, ktorý je tvorený predovšetkým zrnkami uhlíka a kremíka, skresľuje namerané hodnoty vzdialeností predovšetkým pri prvej metóde, ale nemá vplyv na druhú metódu, ktorá pracuje so vzťahom polomer/svietivosť. Na základe tohto zistenia preto odborníci navrhujú, aby sa prvá metóda na meranie vzdialeností galaxií a na určovanie parametrov stavby a vývoja vesmíru už nevyužívala.
„Ide nepochybne o jednu z najvýznamnejších tém, ktorými sa fyzici v súčasnosti zaoberajú. Táto metóda by fyzikom mohla pomôcť v objasnení nezrovnalostí v súčasných teóriách o vesmíre. Ten, kto na to príde, za to možno dostane Nobelovku!“ s úsmevom zhrnul význam výskumu Michal Zajaček.
Zdroj: TS MUNI
(zh)
