Схематски приказ нове тродимензионалне мапе СДСС. Кликните за увећање
Астрономи из УЦ Беркелеи-а створили су најопсежнију тродимензионалну мапу Универзума икад објављену. Садржи 600.000 галаксија и протеже се у свемир 5,6 милијарди светлосних година. Ова мапа омогућава астрономима да проучавају доказе о тамној енергији - тајанственој сили која убрзава ширење Универзума.
Тим астронома на челу са Никхиљем Падманабханом и Давидом Сцхлегелом објавио је највећу тродимензионалну мапу свемира икад направљену, клинасти комад космоса који се протеже десетином северног неба, обухвата 600 000 јединствених светлуцавих црвених галаксија и простире се 5,6 милијарди светлосних година дубоко у свемир, што представља 40 процената пута уназад до Великог праска.
Шлегел је подручни сарадник у одељењу за физику у Националној лабораторији Лавренцеа Беркелеија, а Падманабхан ће се у септембру придружити одељењу за физику лабораторија као стипендиста Цхамберлаина и Хуббле-а; тренутно је на Универзитету Принцетон. Они и њихови коаутори чланови су Слоан Дигитал Ски Сурвеи-а (СДСС), и претходно су произвели мање 3-Д мапе помоћу СДСС телескопа у Новом Мексику да мукотрпно прикупе спектре појединих галаксија и израчунају њихове удаљености мерењем њихове црвене промене.
„Оно што је ново у овој мапи је да је највећа икада“, каже Падманабхан, „и да не зависи од појединачних спектра“.
Падманабхан каже да је главни мотив за стварање тросмерних мапа великих размера разумевање како се материја дистрибуира у свемиру. "Најсветлије галаксије су попут светионика - тамо где је светло, ту је и ствар."
Шлегел каже да "пошто ова мапа покрива много веће удаљености од претходних мапа, омогућава нам да измеримо структуре велике до милијарду светлосних година."
Варијације у галактичкој дистрибуцији које представљају видљиве структуре великог обима директно се спуштају од варијација у температури космичке микроталасне позадине, које одражавају осцилације у густом раном свемиру које су са великом тачношћу мерене експериментима са балоном и ВМАП сателитом.
Резултат је природни „владар“ формиран редовним варијацијама (које се понекад називају „баријенске осцилације“, са барионима као скраћеницом за обичну материју), које се понављају у интервалима од око 450 милиона светлосних година.
"Нажалост, владар непријатно величине", каже Шлегел. "Морали смо узорковати огроман обим свемира само да бисмо уклопили владара унутра."
Падманабхан каже, „Иако је свемир стар 13,7 милијарди година, то заиста није пуно времена када се мерите са владаром који је обележен само сваких 450 милиона светлосних година.“
Расподјела галаксија открива многе ствари, али једна од најважнијих је мјера мистериозне тамне енергије која представља око три четвртине густине универзума. (Тамна материја отприлике износи око 20 процената, док је мање од 5 процената уобичајена материја која чини видљиве галаксије.)
"Тамна енергија је само термин који користимо за своје опажање да се ширење универзума убрзава", примећује Падманабхан. „Гледајући где су промене густине биле у време космичке микроталасне позадине“ - само око 300.000 година након Великог праска - „и видевши како се развијају у мапу која покрива последњих 5,6 милијарди година, можемо видети да ли су наше процене тамне енергије су тачне. "
Нова мапа показује да су структуре великих размера заиста распоређене онако како би сугерисале тренутне идеје о убрзаном ширењу универзума. Претпостављена мапа дистрибуције тамне материје, која иако је невидљива под утицајем гравитације као и обична материја, такође је у складу са тренутним разумевањем.
Оно што је омогућило велику нову 3-Д мапу био је широкополовни телескоп Слоан Дигитал Ски Сурвеи који покрива видно поље од три степена (пуни месец је око пола степена), плус избор одређене врсте галактике „Светионик“ или маркер растојања: светлеће црвене галаксије.
"То су мртве, црвене галаксије, неке од најстаријих у свемиру - у којима су све звезде које брзо горију одавно изгореле, а остале су само старе црвене звезде", каже Шлегел. "Не само да су ово најцрње галаксије, оне су и најсјајније, видљиве на великим даљинама."
Астрономи Слоан Дигитал Ски Сурвеи-а радили су с колегама на аустралијском тиму за две степене да би упоредили боју и црвени помак узорка од 10 000 црвених светлуцавих галаксија, које су повезивале боју галаксије на удаљеност. Затим су примењивали ова мерења на 600.000 таквих галаксија да би нацртали своју мапу.
Падманабхан признаје да „постоји статистичка неизвесност у примени односа светлине и растојања који потиче од 10 000 црвених светлосних галаксија на свих 600 000 без њиховог мерења појединачно. У игри коју играмо имамо толико много да нам просјеци и даље дају врло корисне информације о њиховој дистрибуцији. А без да меримо њихове спектре, можемо да гледамо много дубље у свемир. "
Шлегел се слаже да су истраживачи далеко од постизања прецизности коју желе. "Али показали смо да су таква мерења могућа и поставили смо полазну тачку за стандардног владара еволуирајућег универзума."
Он каже да је „следећи корак осмишљавање прецизног експеримента, можда заснованог на модификацијама СДСС телескопа. Радимо са инжењерима овде у Беркелеи лабораторији да редизајнирамо телескоп да бисмо урадили оно што желимо. “
„Кластерирање светлуцавих црвених галаксија у подацима за снимање података Слоан Дигитал Ски Сурвеи“, написали су Никхил Падманабхан, Давид Ј. Сцхлегел, Урос Сељак, Алексеј Макаров, Нета А. Бахцалл, Мицхаел Р. Блантон, Јонатхан Бринкманн, Даниел Ј. Еисенстеин, Доуглас П. Финкбеинер, Јамес Е. Гунн, Давид В. Хогг, бф? Ељко Ивезић, Гиллиан Р. Кнапп, Јон Ловедаи, Роберт Х. Луптон, Роберт Ц. Ницхол, Доналд П. Сцхнеидер, Мицхаел А. Страусс, Мак Тегмарк и Доналд Г. Иорк појавит ће се у Мјесечним биљешкама Краљевског астрономског друштва и сада су доступне на мрежи на адреси хттп://аркив.орг/арцхиве/астро-пх.
СДСС управља Конзорцијум за астрофизичка истраживања за институције учеснице, а то су Амерички музеј природне историје, Астрофизички институт Потсдам, Универзитет у Базелу, Универзитет у Кембриџу, Универзитет Цасе Вестерн Ресерве, Универзитет у Чикагу, Универзитет Дрекел, Фермилаб, Институт за Напредна студија, Јапанска група за учешће, Универзитет Јохнс Хопкинс, Заједнички институт за нуклеарну астрофизику, Кавли институт за астрофизику и космологију честица, Корејска научна група, Кинеска академија наука (ЛАМОСТ), Национална лабораторија у Лос Аламосу, Мак- Планцк-Институт за астрономију (МПИА), Мак-Планцк-Институт за астрофизику (МПА), Државни универзитет Њу Мексико, Државни универзитет Охајо, Универзитет Питтсбургх, Универзитет Портсмоутх, Универзитет Принцетон, Поморска опсерваторија Сједињених Држава и Универзитет Васхингтона.
Финансирање СДСС-а обезбеђују Фондација Алфред П. Слоан, Институције учеснице, Национална научна фондација, Министарство енергетике САД, Национална управа за ваздухопловство и свемир, Јапанска Монбукагакусхо, Друштво Мак Планцк и Савет за финансирање високог образовања за Енгланд. Посетите веб локацију СДСС на адреси хттп://ввв.сдсс.орг/.
Беркелеи Лаб је америчка национална лабораторија која се налази у Беркелеиу у Калифорнији. Она спроводи некласификована научна истраживања и њиме управља Универзитет у Калифорнији. Посетите нашу веб страницу на адреси хттп://ввв.лбл.гов.
Изворни извор: Беркелеи Лаб
