Uue SDSS kolmemõõtmelise kaardi skemaatiline vaade. Pilt suuremalt
UC Berkeley astronoomid on loonud kõigi aegade avaldatud kõige ulatuslikuma kolmemõõtmelise kaardi. See sisaldab 600 000 galaktikat ja ulatub kosmosesse 5,6 miljardi valgusaasta jooksul. See kaart võimaldab astronoomidel uurida tõendeid tumeda energia kohta - salapärane jõud, mis kiirendab Universumi paisumist.
Nikhil Padmanabhani ja David Schlegeli juhitud astronoomide meeskond on avaldanud kõigi aegade suurima universumi kolmemõõtmelise kaardi, kosmose kiilukujulise viilu, mis ulatub kümnendikku põhjataevast, hõlmab 600 000 unikaalselt helendavat punast galaktikat ja ulatub kosmosesse 5,6 miljardit valgusaastat, mis vastab 40 protsendile tagasiteest Suure Pauguni.
Schlegel on Lawrence Berkeley riikliku labori füüsikaosakonna jaoskonnakaaslane ning Padmanabhan liitub Labori füüsikaosakonnaga septembris Chamberlaini ja Hubble'i stipendiaadina; Praegu töötab ta Princetoni ülikoolis. Nad ja nende kaasautorid on Sloan Digital Sky Survey (SDSS) liikmed ning on varem koostanud New Mexico SDSS-teleskoobi abil väiksemaid 3D-kaarte, et murettekitavalt koguda üksikute galaktikate spektreid ja arvutada nende vahemaad, mõõtes nende punasekirju.
"Selle kaardi uudis on see, et see on kõigi aegade suurim," ütleb Padmanabhan, "ja see ei sõltu individuaalsest spektrist."
Padmanabhan ütleb, et suuremahuliste 3D-kaartide loomise peamine motiiv on mõista, kuidas mateeria universumis jaotub. "Heledamad galaktikad on nagu tuletornid - kus on valgus, seal on asi."
Schlegel ütleb, et "kuna see kaart katab palju suuremaid vahemaid kui eelmised kaardid, võimaldab see meil mõõta üle miljardi valgusaasta ulatuvaid struktuure."
Galaktilise jaotuse variatsioonid, mis moodustavad nähtava suuremahuliste struktuuride, pärinevad otseselt kosmilise mikrolaine fooni temperatuuri muutustest, peegeldades tiheda varajase universumi võnkumisi, mida on õhupalliga läbi viidud katsed ja WMAP-satelliit mõõtnud suure täpsusega.
Tulemuseks on loomulik “joonlaud”, mis moodustub korrapärastest muutustest (mida mõnikord nimetatakse “barüoonide võnkumisteks”, kusjuures barüoonid on tavalise aine lühenditeks), mis korduvad umbes 450 miljoni valgusaasta tagant.
"Kahjuks on see ebamugavalt suur joonlaud," ütleb Schlegel. "Me pidime valima tohutu hulga universumi, just selleks, et joonlauda sinna mahuks."
Padmanabhan ütleb: "Ehkki universum on 13,7 miljardit aastat vana, pole see tegelikult palju aega, kui mõõdate joonlauaga, mida tähistatakse ainult iga 450 miljoni valgusaasta järel."
Galaktikate jaotumine paljastab paljusid asju, kuid üks olulisemaid on salapärase tumeda energia mõõt, mis moodustab umbes kolm neljandikku universumi tihedusest. (Tume aine moodustab veel umbes 20 protsenti, samas kui vähem kui 5 protsenti on tavaline aine, mis teeb nähtavaks galaktikad.)
"Tume energia on lihtsalt termin, mida me kasutame oma tähelepanekuteks, et universumi laienemine kiireneb," märgib Padmanabhan. "Vaadates, kus tiheduse muutused olid kosmilise mikrolaine fooni ajal" - alles umbes 300 000 aastat pärast suurt pauku - ja nähes, kuidas need arenevad kaardiks, mis hõlmab viimast 5,6 miljardit aastat, näeme, kas meie hinnangud tumedast energiast on õige. ”
Uus kaart näitab, et suuremahulised struktuurid on tõepoolest jaotatud viisil, mida praegused ideed universumi kiirenevast laienemisest soovitaksid. Kaardil eeldatav tumeda aine jaotus, mida küll gravitatsioon mõjutab nagu nähtamatut nagu tavalist ainet, vastab ka praegusele arusaamale.
Uue suure 3D-kaardi tegi võimalikuks Sloan Digital Sky Survey laiaväljaga teleskoop, mis katab kolme kraadise vaatevälja (täiskuu on umbes pool kraadi), ning lisaks sellele, millist tüüpi galaktikat valida “Tuletorn” või vahemaa marker: helendavad punased galaktikad.
"Need on surnud punased galaktikad, ühed vanimad universumis - kus kõik kiiresti põlevad tähed on juba ammu läbi põlenud ja alles on jäänud ainult vanad punased tähed," ütleb Schlegel. "Need pole mitte ainult punasemad galaktikad, vaid ka kõige heledamad, suurtest kaugustest nähtavad."
Sloani digitaalse taeva uuringu astronoomid tegid koostööd Austraalia kahekraadise välja meeskonna kolleegidega, et keskmiselt 10 000 punasest helendavast galaktikast koosneva proovi värv ja punane nihe oleks seotud galaktikate värviga vahemaa suhtes. Seejärel rakendasid nad neid mõõtmeid 600 000 sellisele galaktikale, et oma kaart joonistada.
Padmanabhan möönab, et “10 000 punasest helendavast galaktikast tuletatud heleduse ja kauguse suhte rakendamisel kõigi 600 000 suhtes on statistiline ebakindlus, ilma et neid eraldi mõõta. Mäng, mida me mängime, on meil nii palju, et keskmised annavad meile ikkagi väga kasulikku teavet nende jaotuse kohta. Ja ilma et peaksime nende spektreid mõõtma, võime vaadata kosmosesse palju sügavamat. ”
Schlegel nõustub, et teadlased pole soovitud täpsuse saavutamisest kaugel. "Kuid me oleme näidanud, et sellised mõõtmised on võimalikud, ja oleme loonud lähtepunkti areneva universumi standardsele joonlauale."
Ta ütleb, et „järgmine samm on täppiskatse kavandamine, mis võib-olla põhineb SDSS-teleskoobi modifikatsioonidel. Teeme Berkeley Labi inseneridega koostööd, et teleskoop ümber kujundada, et teha seda, mida tahame teha. ”
“Helendavate punaste galaktikate rühmitus Sloan Digital Sky Surmaging Data Data uuringus”, autorid Nikhil Padmanabhan, David J. Schlegel, Uros Seljak, Aleksei 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 ja Donald G. York ilmuvad kuningliku astronoomiaseltsi kuuväljaannetes ja on nüüd saadaval veebis aadressil http://arxiv.org/archive/astro-ph.
SDSS-i haldab osalevate asutuste astrofüüsikaliste uuringute konsortsium, milleks on Ameerika loodusloomuuseum, Potsdami astrofüüsikaline instituut, Baseli ülikool, Cambridge'i ülikool, Case Western Reserve ülikool, Chicago ülikool, Drexeli ülikool, Fermilab, instituut Laiendatud uuring, Jaapani osalusgrupp, Johns Hopkinsi ülikool, Tuumaastrofüüsika Ühisinstituut, Kavli Osakeste Astrofüüsika ja Kosmoloogia Instituut, Korea teadlaste töörühm, Hiina Teaduste Akadeemia (LAMOST), Los Alamosi riiklik labor, Max- Plancki Astronoomiainstituut (MPIA), Max-Plancki Astrofüüsika Instituut (MPA), New Mexico Riiklik Ülikool, Ohio Riiklik Ülikool, Pittsburghi ülikool, Portsmouthi ülikool, Princetoni ülikool, USA mereväe vaatluskeskus ja ülikool Washingtonist.
SDSS-i rahastamist pakuvad Alfred P. Sloani fond, osalevad asutused, riiklik teadusfond, USA energeetikaosakond, riiklik lennundus- ja kosmosevalitsus, Jaapani Monbukagakusho, Max Plancki selts ja kõrghariduse rahastamisnõukogu. Inglismaa. Külastage SDSS-i veebisaiti aadressil http://www.sdss.org/.
Berkeley Lab on USA energeetikaosakonna riiklik labor, mis asub Californias Berkeley linnas. See viib läbi salastamata teadusuuringuid ja seda juhib California ülikool. Külastage meie veebisaiti aadressil http://www.lbl.gov.
Algne allikas: Berkeley Lab
