Największa mapa rozkładu galaktyk rzuci światło na ciemną energię

Przekrój przez mapę wielkoskalowej struktury Wszechświata wykonaną w ramach Sloan Digital Sky Survey oraz przeglądu Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. Każda kropka na tym zdjęciu oznacza położenie galaktyki sześć miliardów lat temu. Zdjęcie obejmuje obszar równy 1/20 nieba, plaster Wszechświata o szerokości 6 miliardów lat Wszechświata, wysokości 4,5 miliarda lat świetlnych oraz grubości 500 milionów lat świetlnych. Kolor oznacza odległości od Ziemi od małej w kolorze żółtym do dużej - w kolerze fioletowym. Źródło: Daniel Eisenstein i SDSS-III.
Przekrój przez mapę wielkoskalowej struktury Wszechświata wykonaną w ramach Sloan Digital Sky Survey oraz przeglądu Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. Każda kropka na tym zdjęciu oznacza położenie galaktyki sześć miliardów lat temu. Zdjęcie obejmuje obszar równy 1/20 nieba, plaster Wszechświata o szerokości 6 miliardów lat Wszechświata, wysokości 4,5 miliarda lat świetlnych oraz grubości 500 milionów lat świetlnych. Kolor oznacza odległości od Ziemi od małej w kolorze żółtym do dużej – w kolerze fioletowym. Źródło: Daniel Eisenstein i SDSS-III.

Międzynarodowy zespół astronomów stworzył największą w historii trójwymiarową mapę odległych galaktyk. Mapa ma na celu pomóc astronomom zrozumieć jedną z najbardziej tajemniczych sił we Wszechświecie.

Naukowcy, wśród których jest zespół kierowany przez dr Floriana Beutlera z Institute of Cosmology and Gravitation na University of Portsmouth, spędził dziesięć lat na zbieraniu pomiarów 1,2 miliona galaktyk w ramach Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III).

Owe pomiary pozwolą im na wykonanie najbardziej precyzyjnych w historii pomiarów ciemnej energii – siły napędzającej przyspieszające rozszerzanie się Wszechświata.

Dr Beutler mówi: „Ta ekstremalnie szczegółowa trójwymiarowa mapa to ukoronowanie kolosalnej ilości pracy. University of Portsmouth współpracowało nad nią  z licznymi instytucjami partnerskimi przez blisko 10 lat zbierając pomiary dotyczące galaktyk pokrywających ćwierć nieba.”

„Wykorzystując tę mapę będziemy w stanie wykonać najbardziej precyzyjne dotychczas pomiary ciemnej materii i określić jej rolę w rozszerzaniu się Wszechświata.”

Nowe pomiary wykonano w ramach programu Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS).

Ukształtowana przez bezustanne przepychanki między ciemną materią a ciemną energią, mapa utworzona w ramach przeglądu BOSS pozwala astronomom zmierzyć tempo rozszerzania się Wszechświata, a tym samym określić ilość materii i ciemnej energii tworzącej znany nam Wszechświat.

Zestaw artykułów naukowych opisujących te wyniki został złożony w tym tygodniu do publikacji w periodyku  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

W ramach programu BOSS naukowcy wykonują pomiary tempa rozszerzania Wszechświata poprzez określanie rozmiarów barionowych oscylacji akustycznych (BAO) w trójwymiarowym rozkładzie galaktyk.

Pierwotne rozmiary BAO określane są przez fale ciśnienia przemierzające młody Wszechświat w pierwszych 400 000 lat historii Wszechświata. Po tym czasie fale ciśnienia pozostały wmrożone w rozkład materii we Wszechświecie.

Pomiary rozkładu galaktyk po tym czasie pozwalają astronomom zmierzyć w jaki sposób ciemna materia i ciemna energia konkurują ze sobą o rolę zarządzającego tempem rozszerzania się Wszechświata.

W celu zmierzenia rozmiarów tych dawnych potężnych fal z tak dużą precyzją, niezbędne było wykonanie niespotykanej i ambitnej mapy galaktyk, o wiele większej od jakichkolwiek map wykonywanych w przeszłości.

Kiedy planowano badania w ramach projektu BOSS uważano, że ciemna energia miała wpływ na rozszerzanie się Wszechświata dopiero jakieś 5 miliardów lat temu. Dlatego też BOSS został zaprojektowany do wykonania pomiarów BAO w zakresie od 7 miliardów lat temu do 2 miliardów lat temu.

W ramach programu BOSS SDSS-III przetransformowano dwuwymiarowy obraz nieba (po lewej) na trójwymiarową mapę obejmującą miliardy lat świetlnych, przedstawioną powyżej na zielono z dwóch ujęć. Mapa obejmuje 120 000 galaktyk znajdujących się zaledwie na 10% badanego obszaru. Źródło: Jeremy Tinker i SDSS-III
W ramach programu BOSS SDSS-III przetransformowano dwuwymiarowy obraz nieba (po lewej) na trójwymiarową mapę obejmującą miliardy lat świetlnych, przedstawioną powyżej na zielono z dwóch ujęć. Mapa obejmuje 120 000 galaktyk znajdujących się zaledwie na 10% badanego obszaru. Źródło: Jeremy Tinker i SDSS-III

Dr Beutler powiedział także, że: „Jeżeli ciemna energia napędza rozszerzanie się Wszechświata w czasie, nasze mapy wskazują, że bardzo wolno ewoluuje, jeżeli w ogóle. Zmiana wynosi najwyżej 20 procent w ciągu ostatnich 7 miliardów lat.”

Źródło: arXiv/phy.so

Komentarze

comments