Az új SDSS háromdimenziós térkép vázlatos nézete. kattints a kinagyításhoz
Az UC Berkeley csillagászai elkészítették a világ legátfogóbb háromdimenziós térképét, amelyet valaha közzétettek. 600 000 galaxist tartalmaz, és 5,6 milliárd fényévnyi űrben terjed ki. Ez a térkép lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy bizonyítékokat tanulmányozzanak a sötét energiáról - a rejtélyes erőről, amely felgyorsítja az univerzum terjeszkedését.
A csillagászok egy csoportja, Nikhil Padmanabhan és David Schlegel vezetésével közzétette a valaha épített világegyetem legnagyobb háromdimenziós térképét, ék alakú szeletét a kozmoszból, amely az északi ég tizedét átfogja, 600 000 egyedileg világító vörös galaxist foglal magában, és 5,6 milliárd fényév mélyén terjed ki az űrben, ami a Nagyrobbanáshoz vezető idő 40% -ának felel meg.
Schlegel a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium fizikai osztályának megosztott munkatársa, Padmanabhan szeptemberben pedig Chamberlain munkatársaként és Hubble munkatársakként csatlakozik a Lab fizikai részlegéhez; Jelenleg a Princeton Egyetemen dolgozik. Ők és társaik a Sloan Digital Sky Survey (SDSS) tagjai, és korábban kisebb 3D-s térképeket készítettek az új mexikói SDSS távcső segítségével, hogy gondosan összegyűjtsék az egyes galaxisok spektrumát és kiszámítsák távolságukat vöröseltolódásuk mérésével.
"A legújabb ezen a térképen az, hogy a legnagyobb a valaha" - mondja Padmanabhan -, és ez nem függ az egyes spektrumoktól. "
Padmanabhan szerint a nagyszabású 3D-s térképek létrehozásának fő motivációja az anyag eloszlásának megértése az univerzumban. "A legfényesebb galaxisok olyanok, mint a világítótornyok - hol van a fény, ott van az anyag."
Schlegel szerint "mivel ez a térkép sokkal nagyobb távolságot fed le, mint a korábbi térképek, lehetővé teszi számunkra, hogy akár egymilliárd fényév átmérőjű szerkezeteket mérjünk".
A galaktikus eloszlás azon variációi, amelyek látható nagy méretű struktúrákat alkotnak, közvetlenül a kozmikus mikrohullámú háttér hőmérsékletének változásaitól származnak, tükrözve a sűrű korai univerzumban fellépő rezgéseket, amelyeket nagy pontossággal mértek a ballonon keresztüli kísérletek és a WMAP műhold.
Az eredmény egy természetes „vonalzó”, amelyet a szabályos variációk képeznek (amelyeket néha „baryon oszcillációknak is hívnak”, a baryonokkal, mint a rendes anyag rövidítésével), amelyek mintegy 450 millió fényév időközönként megismétlődnek.
"Sajnos ez kellemetlen méretű vonalzó" - mondja Schlegel. "Nagyon nagy mennyiségű mintát kellett kóstolnunk a világegyetemből, csak azért, hogy beleférjünk a vonalzóba."
Padmanabhan azt mondja: "Noha az univerzum 13,7 milliárd éves, ez valójában nem sok idő, amikor olyan vonalzóval mér, amelyet csak minden 450 millió fényév jelöl."
A galaxisok eloszlása sok mindent felfed, de az egyik legfontosabb a rejtélyes sötét energia mértéke, amely az univerzum sűrűségének körülbelül háromnegyedét adja. (A sötét anyag hozzávetőlegesen további 20% -ot tesz ki, míg kevesebb, mint 5% -a olyan közönséges anyag, amely látható galaxisokat tesz lehetővé.)
„A sötét energia csak a kifejezés, amelyet arra a megfigyelésünkre használunk, hogy az univerzum terjeszkedése felgyorsul” - jegyzi meg Padmanabhan. „Ha megvizsgáljuk, hol voltak a sűrűségváltozások a kozmikus mikrohullámú háttér idején” - csak körülbelül 300 000 évvel a nagy robbanás után -, és látva, hogy térképpá alakulnak az utóbbi 5,6 milliárd év, akkor megtudhatjuk, hogy becsléseink a sötét energia helyes. "
Az új térkép azt mutatja, hogy a nagy léptékű struktúrák valóban eloszlanak, ahogyan azt a jelenlegi ötletek az univerzum gyorsuló terjeszkedéséről sugallják. A térkép feltételezett sötét anyag eloszlása, amelyet bár a láthatatlanra a gravitáció is befolyásol, mint a közönséges anyagot, a jelenlegi megértésnek is megfelel.
A nagy új háromdimenziós térképet tette lehetővé a Sloan Digital Sky Survey széles látószögű távcsője, amely három fokos látómezőt fed le (a telihold körülbelül fél fok), valamint egy adott galaktikus fajta kiválasztását. „Világítótorony” vagy távolságjelző: világító vörös galaxisok.
"Ezek halottak, vörös galaxisok, amelyek a legrégebbi az egész világegyetemben - amelyekben az összes gyorsan égő csillag régen leégett és csak a régi vörös csillagok maradtak fenn" - mondja Schlegel. "Ezek nemcsak a vöröses galaxisok, hanem a legfényesebbek, nagy távolságokon is láthatóak."
A Sloan Digital Sky Survey csillagászai az ausztrál kétfokú mező csapatának kollégáival dolgoztak, hogy átlagolják a 10 000 vörös világító galaxisból álló minta színét és vöröseltolódását, a galaxis színét a távolsághoz viszonyítva. Ezután ezeket a méréseket 600 000 ilyen galaxisra alkalmazták térképük ábrázolásához.
Padmanabhan elismeri, hogy „statisztikai bizonytalanság van a 10 000 vörös világító galaxisból származó fényerő-távolság viszony alkalmazásában az összes 600 000-re anélkül, hogy azokat külön meg kellene mérni. A játék, amelyet játszunk, annyiunk van, hogy az átlagok továbbra is nagyon hasznos információkat szolgáltatnak eloszlásukról. És anélkül, hogy meg kellene mérnünk a spektrumukat, sokkal mélyebben nézhetünk az űrbe. ”
Schlegel egyetért azzal, hogy a kutatók messze nem érik el a kívánt pontosságot. "De megmutattuk, hogy az ilyen mérések lehetségesek, és megteremtettük a kiindulópontot a fejlődő világegyetem egységes vonalzójához."
Azt mondja: „A következő lépés egy precíziós kísérlet megtervezése, amely talán az SDSS távcső módosításain alapul. Itt dolgozunk mérnökökkel, a Berkeley Lab-ban, hogy újratervezzük a távcsövet, hogy megcsináljuk azt, amit akarunk. ”
„A világító vörös galaxisok halmozódása a Sloan Digital Sky Survey képalkotó adataiban”, Nikhil Padmanabhan, David J. Schlegel, Uros Seljak, Aleksej Makarov, Neta A. Bahcall, Michael R. Blanton, Jonathan Brinkmann, Daniel J. Eisenstein, Douglas P. Finkbeiner, James E. Gunn, David W. Hogg, bf? Eljko Ivezić, Gillian R. Knapp, Jon Loveday, Robert H. Lupton, Robert C. Nichol, Donald P. Schneider, Michael A. Strauss, Max Tegmark és Donald G. York megjelennek a Királyi Csillagászati Társaság havi értesítéseiben, és online elérhető a http://arxiv.org/archive/astro-ph oldalon.
Az SDSS-t a részt vevő intézmények asztrofizikai kutató konzorciuma kezeli, amelyek az Amerikai Természettudományi Múzeum, a Potsdami Asztrofizikai Intézet, a Bázeli Egyetem, a Cambridge-i Egyetem, a Case Western Reserve Egyetem, a Chicagói Egyetem, a Drexel Egyetem, a Fermilab, a Részletes tanulmány, a japán részvételi csoport, a Johns Hopkins Egyetem, a Nukleáris Asztrofizika Közös Intézete, a Kavli Részecske-asztrofizika és Kozmológia Intézet, a koreai tudósok csoportja, a Kínai Tudományos Akadémia (LAMOST), a Los Alamos Nemzeti Laboratórium, a Max- Planck-csillagászati intézet (MPIA), a Max-Planck-asztrofizikai intézet (MPA), Új-Mexikói Állami Egyetem, Ohio Állami Egyetem, Pittsburghi Egyetem, Portsmouth Egyetem, Princeton Egyetem, az Egyesült Államok Tengerészeti Megfigyelő Intézete és az Egyetem Washingtonból.
Az SDSS-finanszírozást az Alfred P. Sloan Alapítvány, a részt vevő intézmények, a Nemzeti Tudományos Alapítvány, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, a Nemzeti Repülési és Űrügynökség, a japán Monbukagakusho, a Max Planck Társaság és a Felsőoktatási Támogatási Tanács látja el. Anglia. Látogasson el az SDSS webhelyére a http://www.sdss.org/ címen.
A Berkeley Lab egy az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának laboratóriuma, amely Kaliforniában, Berkeley-ben található. Besorolás nélküli tudományos kutatást végez, és a Kaliforniai Egyetem irányítja. Látogassa meg weboldalunkat a http://www.lbl.gov címen.
Eredeti forrás: Berkeley Lab
