CHANDRA UKAZUJE NOVOU CESTU K MĚŘENÍ KOSMICKÝCH VZDÁLENOSTÍ

Dolores Beasley Headquarters, Washington, DC

Steve Roy, Marshall Space Flight Center, Huntsville, Al

Dr. Wallace Tucker, Chandra X-ray Observatory Center


 

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA Použitím NASA Chandra X-ray Observatory, tým vědců zaútočil na jeden z nejstarších problémů astronomie - určení vzdálenosti kosmických objektů. Při měření vzdálenosti rtg zdroje signálu od mezihvězdného plynu a prachu vzdáleného asi 30000 světelných let Chandra "otevřela nový svět," řekl Peter Predehl z Max-Planck Institute, Garching, Německo hlavní autor článku, který bude publikován v Europen journal, Astronomy and Astrophysics.

"Geometrické vzdálenosti získané měřící technikou jsou zvlášť důležité pro astronomii. Nyní máme novou metodu, která funguje pro vzdálené zdroje," řekl Predehl. Jeden z mnoha příkladů informací potřebných v astronomii je vzdálenost hvězd a galaxií. Vzdálenost galaxií a hvězd je obtížné získat, protože s řídkými vyjímkami, astronomové nemohou změřit vzdálenost přímo, ale musí použít různé důmyslné, ale nejisté techniky.

Tato nová metoda je založena na rozptylu rtg záření mezihvězdným prachem mezi zdrojem a Zemí. Ačkoli rozptylující materiál je různorodý, prach vytváří halo, mnoho jakoby hal kolem semaforu v mlhavé noci.

"Když se světlo přepíná z červené na zelenou (nebo naopak), halo kolem světla je také nepatrně zpožděno," vysvětluje Predehl. "Zajisté by nikdo neužíval toto zpoždění pro určení vzdálenosti semaforu (zpoždění je pouze několik miliardtin sekundy). Ale jestliže je "semafor" vzdálen 30000 světelných let, zpoždění je řádově 15 minut. Použitím výborné a bezpříkladné rozlišovací schopnosti observatoře Chandra můžeme rozlišit mezi světlem, které bylo 30000 let na cestě a dalším světlem, které k této cestě potřebovalo pouze o několik minut více."

Další členové tohoto týmu jsou Vadim Burwitz, Joachim Trumper, také z Max-Planck Institute a Fritz Paerels z Columbia University, New York. Trumper a kolega navrhli použít tuto metodu již před 27 léty, ale tehdy to nebylo možné neboť žádná taková kvalitní rtg družice, jako je Chandra, neexistovala.

Rtg zdroj Cygnus X-3 pracuje jako kosmický semafor, nebo jako maják. Jeho rtg emise se pravidelně mění s periodou 4.8 hodiny, jako neutronová hvězda nebo černá díra blízký souputník hvězdy. Záření z hala je zpožděno rozmazáno vně, jak jsou variace tlumeny. Pro vnitřní část hala je tlumení malé, kdežto pro krajní část periodické variace jsou úplně "vymyty". Pozorováním času zpoždění a variací v rozdílných částech hala může určit vzdálenost zdroje.

Seismologové používají podobnou metodu na šíření zvukových vln skrze Zemi k určení epicentra otřesů nebo lokalizaci neobvyklých geologických útvarů.

Predehl a kolegové pozorovali Cygnus X-3 po dobu 3.5 hodiny pomocí satelitu Chandra a zařízení Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS). Analýzou časových variací v hale astronomové určili, že vzdálenost zdroje Cygnus X-3 je 30000 světelných let s přesností 20 procent. Přesnost byla limitována krátkým pozorovacím časem, který byl menší než celá 4.8 hodinová perioda variací. Tým doufá, že z dalších delších pozorovacích řad bude dosažena i větší přesnost určení vzdálenosti.

Rtg rozptylová metoda měření kosmické vzdálenosti závisí na skutečnosti, že rtg záření se rozptyluje do malých úhlů skrze prach, protože má velkou energii. Tohoto nemůžeme využívat u optických teleskopů, neboť fotony viditelného světla mají nižší energii a rozptyl na prachu je do větších úhlů.

V zásadě by tato metoda mohla také pracovat pro sousední galaxie, jako jsou Malý a Velký Magellanův mrak a galaxie v Andromedě ("Mlhovina v Andromedě"). Astronomům to bude pomáhat v jejich pochopení funkce vesmíru, v měření vzdáleností a tím i určení stáří vesmíru.


(podle CXC PR 00-10 z 25.4.2000 připravil PH)