Les quasars comme outils pour comprendre l'univers
Les quasars donnent des indices sur les distances cosmiques et l'expansion de l'univers.
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Table des matières
- Pourquoi les Quasars sont-ils importants ?
- Le défi de mesurer les distances
- Combler les lacunes avec les Quasars
- L'échantillon de Quasars
- Correction des erreurs
- Deux échantillons pour comparaison
- La procédure d'ajustement
- Comprendre les résultats
- Comparaison avec d'autres méthodes
- Des défis restent
- Importance de la recherche future
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les Quasars sont des objets super brillants qu'on trouve dans des coins lointains de l'univers. Ils sont alimentés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies. Quand la matière tombe dans ces trous noirs, ça libère une énorme quantité d'énergie, rendant les quasars parmi les objets les plus brillants qu'on peut voir dans l'univers. Ils peuvent nous aider à en apprendre plus sur l'histoire et l'expansion de l'univers.
Pourquoi les Quasars sont-ils importants ?
Les quasars servent d'outils importants pour les scientifiques. En étudiant leur lumière, les chercheurs peuvent rassembler des infos sur la structure de l'univers et comment elle a changé avec le temps. Ils aident à mesurer les distances dans l'espace, ce qui est essentiel pour comprendre le taux d'expansion de l'univers.
Le défi de mesurer les distances
Un des principaux défis en astrophysique, c’est de mesurer les distances vers des objets éloignés comme les quasars. Les astronomes utilisent souvent des Supernovae (étoiles explosées) comme des "Bougies Standard". Les bougies standard sont des objets de luminosité connue qui permettent aux scientifiques de calculer des distances selon leur brillance depuis la Terre. Mais il y a des manques dans nos connaissances, surtout pour les quasars très distants.
Combler les lacunes avec les Quasars
Pour combler ces lacunes, les chercheurs se sont concentrés sur une nouvelle approche : utiliser les quasars comme bougies standard. Une étude récente a examiné un large échantillon de quasars pour voir s’ils pouvaient bien remplir ce rôle. En analysant la lumière de ces quasars, les chercheurs espéraient déduire des Paramètres cosmologiques importants, qui nous indiquent comment la matière est répartie dans l'univers.
L'échantillon de Quasars
Les chercheurs ont commencé avec un échantillon solide de quasars. Ils ont regardé 2 421 quasars sur une large gamme de distances, incluant des quasars proches et très éloignés. En choisissant et en analysant cet échantillon avec soin, ils ont pu s'assurer que les données étaient le plus fiables possible.
Correction des erreurs
Quand on mesure les distances avec des quasars, il est crucial de corriger les erreurs potentielles. Par exemple, la luminosité des quasars peut être affectée par divers facteurs comme leur distance à la Terre et les effets de l'expansion de l'univers. Les chercheurs ont pris en compte ces facteurs, s'assurant que leurs mesures étaient précises.
Deux échantillons pour comparaison
Dans l'étude, deux échantillons principaux de quasars ont été créés. Le premier échantillon était basé sur un modèle cosmologique spécifique, tandis que le second ne s'appuyait sur aucune hypothèse concernant la structure de l'univers. En comparant ces deux approches différentes, les chercheurs ont voulu s'assurer d'obtenir des résultats précis.
La procédure d'ajustement
Les scientifiques ont utilisé une procédure d'ajustement robuste pour analyser les données. Ce processus les a aidés à déterminer la relation entre la lumière X et ultraviolette émise par les quasars. En établissant cette connexion, ils pouvaient mieux comprendre comment ces objets fonctionnent et ce qu'ils révèlent sur l'univers.
Comprendre les résultats
Les résultats de l'analyse ont montré que les quasars pouvaient servir de bougies standard fiables. Les chercheurs ont trouvé qu'un nombre spécifique de quasars produisait les mesures les plus précises. C'était essentiel, car avoir un échantillon bien défini minimise les erreurs et mène à de meilleures conclusions sur l'expansion de l'univers et la quantité de matière qu'il contient.
Comparaison avec d'autres méthodes
Les chercheurs ont comparé les résultats obtenus avec les quasars à ceux obtenus avec des supernovae. Ils ont trouvé que les quasars pouvaient fournir une précision similaire pour mesurer les paramètres cosmologiques comme les supernovae, mais à des distances beaucoup plus grandes. Cette découverte est significative car elle ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les confins de l'univers.
Des défis restent
Malgré tout le progrès, des défis subsistent. Il est essentiel d'analyser plus de quasars et de peaufiner les méthodes utilisées pour s'assurer que les découvertes sont solides. À mesure que les scientifiques continuent de rassembler plus de données, ils peuvent améliorer la précision de leurs mesures et approfondir leur compréhension des Phénomènes cosmiques.
Importance de la recherche future
La recherche continue dans le domaine de la cosmologie aidera à répondre à des questions cruciales sur la nature de l'univers, son expansion et le rôle de la matière noire. Les quasars resteront un axe d'étude, apportant des informations précieuses.
Conclusion
Les quasars ne sont pas juste des objets célestes fascinants ; ils sont cruciaux pour mesurer les distances dans l'univers et comprendre sa dynamique. Des études récentes ont montré qu'ils peuvent être utilisés efficacement comme bougies standard, offrant aux astronomes un outil puissant pour explorer plus en profondeur le cosmos. Au fur et à mesure que la recherche dans ce domaine progresse, on peut s'attendre à acquérir encore plus de connaissances sur l'histoire de l'univers et son avenir.
Titre: Quasars: standard candles up to z=7.5 with the precision of Supernovae Ia
Résumé: Currently, the $\Lambda$ Cold Dark Matter model, which relies on the existence of cold dark matter and a cosmological constant $\Lambda$, best describes the Universe. However, we lack information in the high-redshift ($z$) region between Type Ia Supernovae (SNe Ia) (up to $z=2.26$) and the Cosmic Microwave Background ($z=1100$), an interval crucial to test cosmological models and their possible evolution. We have defined a sample of 983 Quasars up to $z=7.54$ with reduced intrinsic dispersion $\delta=0.007$ which determines the matter density parameter $\Omega_M$ with the same precision of SNe Ia. Although previous analysis have been used Quasars as cosmological tools (e.g. Risaliti and Lusso 2019), this is the first time that high-redshift sources, in this case Quasars, as standalone cosmological probes yield such tight constraints on $\Omega_M$. Our results show the importance of correcting cosmological relationships for selection biases and redshift evolution and how the choice of a golden sample reduces considerably the intrinsic scatter. This proves the reliability of Quasars as standard cosmological candles.
Auteurs: Maria Giovanna Dainotti, Giada Bargiacchi, Aleksander Łukasz Lenart, Shigehiro Nagataki, Salvatore Capozziello
Dernière mise à jour: 2023-05-31 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.19668
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.19668
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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