Astronomen van de University of Alberta hebben een nieuwe benadering ontwikkeld om de fysieke afstand tussen dubbele quasars preciezer vast te stellen. Deze doorbraak helpt bij het verminderen van onzekerheden rondom de uitdijingssnelheid van het universum, een van de meest complexe vraagstukken binnen de moderne sterrenkunde.
Om de expansie van de kosmos te begrijpen, maken wetenschappers gebruik van de relatie tussen de afstand van een object en de recessiesnelheid, ook wel bekend als de roodverschuiving. Bij quasar-paren — actieve kernen van sterrenstelsels die uiteindelijk zullen versmelten — blijkt deze meting echter problematisch. Volgens een artikel van universetoday.com is de traditionele methode gebaseerd op het meten van licht van gaswolken binnen een stelsel, maar bij quasars wordt dit gas vaak met extreme snelheden naar buiten gestuwd. Hierdoor wijkt de gemeten snelheid sterk af van de werkelijke beweging van het sterrenstelsel zelf.
Quasars worden aangedreven door supermassieve zwarte gaten. De enorme energie die vrijkomt in de accretieschijven en jets kan ervoor zorgen dat de kern van een stelsel alle omringende sterren overstraalt. Wanneer twee van deze stelsels samensmelten, ontstaan er nog grotere zwarte gaten. Het probleem bij het observeren van deze paren is dat de waarnemer kijkt naar een tweedimensionale projectie van een driedimensionale ruimte. Terwijl de afstand over de hemelkoepel nauwkeurig is, blijft de scheiding langs de gezichtslijn onzeker. Zoals meldt, kunnen de foutmarges in deze diepteperceptie oplopen tot wel 10 miljoen lichtjaar.
Dr. Huanqing Chen, assistent-professor astrofysica aan de University of Alberta, benadrukt dat het nauwkeurig bepalen van deze fysieke afstand essentieel is om te kunnen voorspellen wanneer twee sterrenstelsels daadwerkelijk zullen versmelten. Om deze systematische fouten te omzeilen, hebben Chen en zijn team een alternatieve methode onderzocht: het Quasar Proximity Effect (QPE). In plaats van de gassnelheden binnen het stelsel te gebruiken, analyseert deze techniek de absorptielijnen van waterstof in de gasregio's rondom een quasar, die worden verlicht door het licht van de quasar zelf.
Het onderzoeksteam bestond daarnaast uit Camille Avestruz van het Leinweber Institute for Theoretical Physics en de University of Michigan, evenals promovendus Jakob Wiest. De bevindingen van deze studie zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Door de implementatie van het QPE-effect kunnen astronomen nu een veel betrouwbaarder beeld krijgen van de afstand tussen dubbele quasars, wat volgens direct bijdraagt aan een dieper inzicht in de dynamiek van samensmeltende stelsels en de algemene kosmische expansie.
Met deze nieuwe aanpak wordt een belangrijke hindernis weggenomen in de observationele astronomie. De mogelijkheid om de afstand tussen deze krachtige kosmische objecten nauwkeuriger te bepalen, biedt een fundament voor toekomstige studies naar de evolutie van het heelal. De resultaten tonen aan dat het gebruik van het Quasar Proximity Effect een effectieve oplossing biedt voor de onnauwkeurigheden die voorheen onvermijdelijk leken, zoals beschreven door .