活躍星系用作測量宇宙膨脹速度示意圖。
根據(jù)現(xiàn)行較為學(xué)界接受的版本，我們的宇宙含有的普通物質(zhì)（ordinary matter）只占了很小一部份。約有1/4是由謎樣的暗物質(zhì)（dark matter）構(gòu)成，只能透過重力交互作用得知它們的存在。剩下超過7成的組成成分是更神秘并是促使宇宙加速膨脹的暗能量（dark energy）。
這個宇宙模型是根據(jù)過去數(shù)十年收集的眾多數(shù)據(jù)資料而建立的，包含宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background，CMB），這是宇宙歷史長河中的第一道光，在大霹靂（big bang）后約380,000年釋出，ESA的普朗克太空望遠鏡（Planck mission）曾非常詳細的觀測CMB在局部宇宙中的分布概況。而后，天文學(xué)家還透過觀測超新星爆炸、星系團和因遙遠星系中的暗物質(zhì)所造成的重力扭曲等，追蹤跨越過去90億年「近期」宇宙歷史中的宇宙膨脹情形。
意大利佛羅倫薩大學(xué)（Universitàdi Firenze）Guido Risaliti和英國杜倫大學(xué)（Durham University）Elisabeta Lusso等人的最新研究指出：透過另一個「宇宙示蹤物（cosmic tracer）」—類星體（quasar）—來填補一部份以上各種觀測間的空隙，使對宇宙膨脹概況的認(rèn)知拓展至距今120億年前。
類星體是遙遠星系中心的超大質(zhì)量黑洞猛烈吞噬大量周邊物質(zhì)而釋放出大量能量的結(jié)果，所以整個電磁波譜都非常明亮。當(dāng)物質(zhì)落往黑洞時，會在黑洞周邊形成一個旋轉(zhuǎn)的盤面結(jié)構(gòu)，稱為「吸積盤（acretion disk）」，在此過程中會發(fā)射出可見光和紫外光，而這些光會加熱鄰近的電子從而產(chǎn)生X光。
大約3年前，Guido和Elisabeta領(lǐng)悟到有個知名的類星體發(fā)出的紫外光和X光的亮度關(guān)連性，或許可以應(yīng)用在估計類星體的距離上，這在天文學(xué)中是出了名的「伎倆」，而這種應(yīng)用最后能推展到探索宇宙膨脹歷史上。
這種發(fā)光特性能用在估測距離的天文光源稱為「標(biāo)準(zhǔn)燭光」。近年最醒目的標(biāo)準(zhǔn)燭光就是Ia型超新星，利用雙星中的白矮星掠奪伴星物質(zhì)累積到超過白矮星質(zhì)量上限時所引發(fā)的超新星爆炸，因為有這個1.4倍太陽質(zhì)量的錢卓極限的上限，因此天文學(xué)家們認(rèn)為Ia型超新星爆發(fā)時的絕對亮度都會相同，利用絕對亮度和視亮度之間的距離模數(shù)關(guān)系式，就可以求出該天體的距離。從1990年代末期累積至今的Ia型超新星爆炸觀測結(jié)果指出我們的宇宙在過去幾十億年是處在加速膨脹的狀態(tài)。
I a型超新星和類星體應(yīng)用在宇宙膨脹研究的結(jié)果。
這些天文學(xué)家認(rèn)為將類星體用作標(biāo)準(zhǔn)模型在宇宙膨脹相關(guān)研究上有很大潛質(zhì)，因為它們夠亮，即便在很遙遠之處都能觀測到，可觀測距離遠超過Ia型超新星，換句話說，可以探測到更早之前的宇宙時期的狀況。因此他們積極的從各觀測數(shù)據(jù)庫中挖掘所需數(shù)據(jù)，將理論化為實踐，好在結(jié)果相當(dāng)喜人。從XMM-牛頓太空望遠鏡數(shù)據(jù)庫中累積多年的7000多筆類星體X光數(shù)據(jù)，再與地面望遠鏡進行的史隆數(shù)位巡天的紫外光數(shù)據(jù)結(jié)合后，進行分析研究。另外還有加入新觀測數(shù)據(jù)，尤其是從XMM-牛頓在2017年觀測的部分搜尋那些距離非常遠、約相當(dāng)于宇宙年齡僅約20億年的時期內(nèi)的類星體。最后，再從NASA的錢卓（Chandra）和史威福（Swift）兩座X射線太空望遠鏡觀測數(shù)據(jù)里補充一些更遠的和相當(dāng)近的類星體，讓數(shù)據(jù)樣本更趨完整，如此一來便提高了研究結(jié)果的可信度。
責(zé)編：微科普