об открытии сверхновой SN Primo, мы говорили о том, что она находится на красном смещении z, равном «всего» 1,55, и при этом претендует на звание самой удалённой. Учёные, разумеется, хотят заглянуть ещё дальше, и чрезвычайно яркие, легко различимые даже на z > 7 и часто встречающиеся квазары (или активные ядра галактик, подтипом которых считаются квазары) вполне могли бы удлинить уже построенную шкалу расстояний.
К сожалению, квазары имеют широкий разброс светимостей во всех диапазонах спектра, а потому и методы работы, опробованные на цефеидах и сверхновых, тут не подходят. Специалистам приходится придумывать что-то новое, и одно интересное предложение такого плана мы уже рассматривали. Тот алгоритм, напомним, основывался на самых общих представлениях о структуре активных ядер, в центрах которых находятся сверхмассивные чёрные дыры, окружённые высокоскоростными облаками газа. Поскольку быстрое движение газа приводит к доплеровскому уширению, облака дают широкие линии испускания, причём радиус (r) области, формирующей эти спектральные линии, определяется глубиной, на которую излучение центрального источника проникает в окружающий газ и ионизирует его. Следовательно, рассуждали авторы той работы, величина r должна быть пропорциональна светимости источника, а точнее — квадратному корню из светимости.
Чтобы вычислить расстояние, отделяющее нас от ядра, нужно было также вспомнить о том, что фотоны, испускаемые облаками газа, представляют собой «переработанные» кванты света от центрального источника. По этой причине колебания светимости последнего влияют на характеристики широких спектральных линий, изменяющиеся с некоторой задержкой, равной r/c, где c — скорость света.
Испытывая свой алгоритм, учёные определяли упомянутую задержку, оценивали истинную светимость активного ядра, сравнивали её с наблюдаемой и преобразовывали найденное соотношение в расстояние. В небольшой выборке, содержавшей ядра 38 разных галактик, вычисления, как сообщалось, давали весьма точные результаты.
Описанный способ измерения расстояний тривиален, но новые методики, найденные американо-южноафриканской группой, представляются ещё более простыми. Для их применения достаточно одной лишь световой кривой квазара — графика изменения потока излучения в какой-либо области спектра (данные на рисунках, скажем, относятся к полосе V, но это непринципиально) со временем.
Расчёты проводились на примере 13 квазаров с известным красным смещением, продолжительные наблюдения которых были выполнены по проекту MACHO. На первом этапе работы световые кривые, так сказать, перевели в систему покоя квазаров — перемасштабировали по времени, разделив его на (1 + z). Затем данные по нескольким квазарам перенесли на один график (см. рис. выше), в результате чего обнаружилось, что у разных кривых имеются относительно ровные участки с одинаковым наклоном. Точное значение наклона было определено на следующем шаге обычными математическими методами.
После этого астрофизики взяли световую кривую квазара, не вошедшего в выборку из 13 объектов, выделили прямые участки с одинаковым наклоном и рассчитали величину последнего. Поскольку кривая была построена в привычном для нас временнóм масштабе, найденная величина отличалась от установленного ранее наклона, «общего» для всех квазаров. Это и дало возможность рассчитать красное смещение z = 2,34 ± 0,27, вполне соответствующее известному истинному значению z = 2,32.
Вторая новая методика основана на сравнении двух световых кривых квазаров, красное смещение одного из которых известно. Кривые располагаются на графике рядом, после чего одну из них оставляют в покое, а вторую модифицируют, пользуясь смещениями по вертикальной и горизонтальной осям, отражением по вертикали и перемасштабированием времени на коэффициент α = (1 + z1)/(1 + z2). Когда кривые удаётся совместить, нужно выбрать участок с наиболее точным совпадением, определить α и, пользуясь тем, что одно красное смещение уже измерено, рассчитать неизвестное z.
По признанию участников исследования, для действительно качественного тестирования двух методик необходимо гораздо больше данных: требуются длительные непрерывные наблюдения квазаров. Стоит также добавить, что манипуляции со световыми кривыми пока не имеют вообще никакого теоретического обоснования, о чём авторы честно сообщают в своей статье, которая будет опубликована в журнале Physical Review Letters.
