A csillagászok számos módszert alkalmaznak az univerzum geometriai tulajdonságainak vizsgálatára. Ezek közül az egyik legrégebbi az úgynevezett szögméret–vöröseltolódás teszt. A Mina Ghodsi Yengejeh, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének kutatója által vezetett nemzetközi kollaboráció „új életet lehelt ebbe a klasszikus módszerbe, méghozzá a kvazárok – távoli galaxisok fényes, szupernagy tömegű fekete lyukak által táplált magjai – rádiósugárzó plazmanyalábjainak vizsgálatával” – olvasható a CSFK hétfői sajtóközleményében.

Az Astronomy & Astrophysics folyóiratban megjelent tanulmányban ismertetett vizsgálat tárgyai az aktív galaxismagokhoz kapcsolódó, a központi szupernagy tömegű fekete lyukak közvetlen környezetéből elinduló relativisztikus anyagkilövellések, azaz jetek voltak. Ezeknek a rendkívül kompakt és nagy teljesítménnyel sugárzó rádióforrásoknak a méretét a nagyon hosszú bázisvonalú rádióinterferométeres (VLBI) technikával lehet ezredívmásodperces pontossággal meghatározni. A kutatócsoport egy olyan adathalmazt elemzett, amely több mint egy nagyságrenddel nagyobb a korábbi, az 1990-es években használt mintáknál. A sajtóközlemény szerint „ez a módszer első átfogó felülvizsgálata az elmúlt negyed évszázadban”.

Az eredmények szerint a kvazárok megfigyelt szögmérete és vöröseltolódása között valóban kimutatható az a kapcsolat, amelyet az univerzumot leíró kozmológiai modellek előre jeleznek. A kutatók különleges statisztikai teszteket is végeztek: száz olyan mesterséges adatbázist hoztak létre, amelyekben a vöröseltolódásokat véletlenszerűen összekeverték az objektumok többi tulajdonságával. Ezek az „összekevert” minták már nem mutatták ugyanazt az összefüggést, ami megerősíti, hogy a valós adatokban megjelenő kapcsolat fizikai eredetű, és nem a véletlen műve. Vagyis a kvazárok rádiósugárzó nyalábjainak látszó szögmérete kozmológiai információt jelent.

A kutatás ugyanakkor arra is rámutatott, hogy a módszer jelenlegi formájában még nem képes olyan pontos kozmológiai paramétereket szolgáltatni, mint más módszerek, mint például a szupernóva-robbanások vagy a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás vizsgálata. A fő problémát az jelenti, hogy a kvazárjetek látszó méretét nemcsak a Világegyetem geometriája, hanem az objektumok saját asztrofizikai tulajdonságai is befolyásolják. A két hatás részben összekeveredik, ami jelentősen csökkenti a módszer pontosságát. A szimulációk szerint akkor lehetne versenyképes kozmológiai eszközzé tenni ezt a tesztet, ha a megfigyelések szórása 20% alá csökkenne, és több tíz- vagy akár százezer jól kiválasztott objektum állna rendelkezésre.

A rádiócsillagászat jelenleg forradalmi fejlődésen megy keresztül: új VLBI-hálózatok, nagy érzékenységű rádióteleszkópok és a közeljövőben épülő nemzetközi obszervatóriumok minden korábbinál több aktív galaxismagot fognak feltérképezni. A mostani tanulmány megmutatta, hogy a kvazárjetek szögméret–vöröseltolódás kapcsolata valódi és mérhető jelenség. Bár nem ez a kozmológia legpontosabb mérőeszköze, a jövőben fontos kiegészítő szerepet játszhat abban, hogy minél több, egymástól független módszerrel vizsgálhassuk a Világegyetem szerkezetét és fejlődését. A kutatók a teljes adatbázist is közzétették, ezzel segítve a további vizsgálatokat.

Forrás