記者15日從中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉，該所王建民研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展出一種全新的幾何測(cè)距方法，成功測(cè)量編號(hào)為3C 273類星體的宇宙學(xué)距離。這種幾何方法具有傳統(tǒng)工具不可比擬的優(yōu)勢(shì)，為解決日益嚴(yán)重的“哈勃常數(shù)危機(jī)”提供了新途徑。

這項(xiàng)重要天文研究成果論文近日已獲權(quán)威期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)最新一期發(fā)表，審稿人認(rèn)為，這項(xiàng)工作是提高黑洞質(zhì)量和宇宙學(xué)距離測(cè)量精度的必經(jīng)方案，十分及時(shí)和令人激動(dòng)，將深受學(xué)界歡迎。

王建民研究員15日傍晚接受中新社記者采訪介紹說(shuō)，自類星體發(fā)現(xiàn)半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，測(cè)量它們的宇宙學(xué)距離一直是天文學(xué)家面臨的重大難題。歐洲南方天文臺(tái)耗資近億歐元、歷時(shí)10年完成的GRAVITY(“引力”)裝置，裝配在世界上最先進(jìn)的甚大望遠(yuǎn)鏡光干涉陣列(VLTI)上，在2017年到2018年間，GRAVITY團(tuán)隊(duì)成功測(cè)量了類星體3C 273的寬線區(qū)角徑為46微角秒，是目前人類對(duì)活動(dòng)星系核寬線區(qū)所做的空間分辨率最高的觀測(cè)。

王建民團(tuán)隊(duì)從2012年以來(lái)一直使用中科院云南天文臺(tái)麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡對(duì)活動(dòng)星系核的寬線區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)期的光譜監(jiān)測(cè)，利用反響映射觀測(cè)技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)在近10年中系統(tǒng)發(fā)展出各種必需的分析方法和軟件，通過(guò)最大熵、馬爾科夫鏈蒙特卡羅等方法可獲得寬線區(qū)的物理尺度、寬線區(qū)氣體幾何結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)、測(cè)量中心黑洞的質(zhì)量，為高精度測(cè)量黑洞質(zhì)量和宇宙學(xué)距離奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

在GRAVITY團(tuán)隊(duì)發(fā)布類星體3C 273的干涉觀測(cè)結(jié)果后，王建民團(tuán)隊(duì)敏銳地意識(shí)到兩套獨(dú)立觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的互補(bǔ)性：GRAVITY觀測(cè)的是寬線區(qū)的張角，而反響映射觀測(cè)的是物理尺寸，二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距。該團(tuán)隊(duì)利用GRAVITY干涉數(shù)據(jù)，巧妙結(jié)合麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)史黛渥(Steward)天文臺(tái)Bok2.3米望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)達(dá)10年的反響映射數(shù)據(jù)，通過(guò)建模綜合分析，獲得3C 273的角距離為551.5兆秒差距，哈勃常數(shù)為71.5公里每秒每兆秒差距。

王建民指出，3C 273距離地球大約20億光年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出利用造父變星測(cè)量距離方法的極限。他領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)將GRAVITY/VLTI觀測(cè)與反響映射觀測(cè)聯(lián)合分析，從而實(shí)現(xiàn)類星體距離的直接測(cè)量，為解決“哈勃常數(shù)危機(jī)”提供了新方法，也為精確丈量宇宙幾何、研究宇宙膨脹速度和歷史開(kāi)辟了一個(gè)新途徑。

目前，GRAVITY團(tuán)隊(duì)和王建民團(tuán)隊(duì)正積極協(xié)同觀測(cè)，擴(kuò)大樣本，后續(xù)有望將哈勃常數(shù)的測(cè)量精度提高到2%以上。未來(lái)5年，隨著下一代GRAVITY的觀測(cè)能力大幅提高，屆時(shí)將能直接測(cè)量哈勃參量、研究宇宙的膨脹歷史以及檢驗(yàn)宇宙學(xué)模型，這將開(kāi)拓人類對(duì)宇宙學(xué)、暗物質(zhì)和暗能量以及新物理的深刻認(rèn)識(shí)。(完)(記者 孫自法)

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