Naujojo SDSS trimatio žemėlapio scheminis vaizdas. Spustelėkite norėdami padidinti
Astronomai iš UC Berkeley sukūrė išsamiausią kada nors paskelbtą trimatį Visatos žemėlapį. Jame yra 600 000 galaktikų, o į kosmosą yra 5,6 milijardo šviesmečių. Šis žemėlapis leidžia astronomams ištirti tamsiosios energijos įrodymus - paslaptingąją jėgą, greitinančią Visatos plėtimąsi.
Nikhilo Padmanabhano ir Davido Schlegelio vadovaujama astronomų komanda paskelbė didžiausią visų laikų sukonstruoto visatos trimatį žemėlapį, pleišto formos kosmoso pjūvį, kuris apima dešimtąją šiaurinio dangaus dalį, apima 600 000 unikaliai šviečiančių raudonųjų galaktikų ir tęsiasi 5,6 milijardų šviesos metų gylyje, tai yra 40 procentų kelio atgal į Didįjį sprogimą.
Schlegelis yra Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos fizikos skyriaus atskyręs bendradarbis, o rugsėjį Padmanabhanas prisijungs prie Labs fizikos skyriaus kaip Chamberlaino ir Hablo bendradarbis; Šiuo metu jis studijuoja Prinstono universitete. Jie ir jų bendraautoriai yra „Sloan Digital Sky Survey“ (SDSS) nariai ir anksčiau yra sudarę mažesnius 3D žemėlapius naudodamiesi SDSS teleskopu Naujojoje Meksikoje, kad kruopščiai rinktų atskirų galaktikų spektrus ir apskaičiuotų jų atstumus matuojant jų raudonuosius poslinkius.
„Naujame šiame žemėlapyje yra tai, kad jis yra didžiausias visų laikų“, - sako Padmanabhanas, „ir jis nepriklauso nuo atskirų spektrų“.
Anot Padmanabhano, pagrindinis motyvas kurti didelius 3D žemėlapius yra suprasti, kaip materija pasiskirsto visatoje. „Ryškiausios galaktikos yra kaip švyturiai - ten, kur yra šviesa, yra ten, kur reikalas“.
Schlegelis sako, kad „kadangi šis žemėlapis apima daug didesnius atstumus nei ankstesni žemėlapiai, jis leidžia mums išmatuoti net milijardo šviesmečių struktūras“.
Galaktikos pasiskirstymo variacijos, sudarančios matomas didelio masto struktūras, tiesiogiai kyla iš kosminių mikrobangų fono temperatūros svyravimų, atspindinčių tankios ankstyvosios visatos virpesius, kurie buvo labai tiksliai išmatuoti naudojant balionų eksperimentus ir WMAP palydovą.
Rezultatas yra natūralus „valdovas“, suformuotas dėl reguliarių variacijų (kartais vadinamų „baronų svyravimais“, kai baronai yra trumpinys įprastinei medžiagai), kurie kartojasi maždaug 450 milijonų šviesmečių intervalu.
„Deja, tai nepatogiai valdovas“, - sako Schlegelis. „Turėjome atrinkti didžiulį visatos tūrį, kad tik tilptų liniuotė viduje“.
Sako Padmanabhanas: „Nors visatos amžius yra 13,7 milijardo metų, tai tikrai nėra daug laiko, kai matuojate liniuote, kuri pažymėta tik kas 450 milijonų šviesmečių“.
Galaktikų pasiskirstymas atskleidžia daug dalykų, tačiau vienas iš svarbiausių yra paslaptingosios tamsiosios energijos, kuri sudaro maždaug tris ketvirtadalius Visatos tankio, matas. (Tamsioji materija sudaro maždaug dar 20 procentų, o mažiau nei 5 procentai yra įprasta medžiaga, kuri daro matomas galaktikas.)
„Tamsi energija yra tik terminas, kurį naudojame stebėdami, jog visatos plėtimasis spartėja“, - pastebi Padmanabhanas. „Pažvelgę į tankio pokyčius kosminio mikrobangų fono metu“ - tik praėjus maždaug 300 000 metų po Didžiojo sprogimo - ir pamatę, kaip jie išsivysto į žemėlapį, apimantį paskutinius 5,6 milijardo metų, galime pamatyti, ar mūsų skaičiavimai tamsiosios energijos yra teisingi. “
Naujas žemėlapis rodo, kad didelio masto struktūros iš tikrųjų yra paskirstytos taip, kaip siūlytų dabartinės idėjos apie spartėjančią Visatos plėtrą. Tariamas žemėlapio tamsiosios medžiagos pasiskirstymas, kuris, nors ir nematomas, yra paveiktas gravitacijos, kaip ir įprasta materija, taip pat atitinka dabartinį supratimą.
Didelį naują 3D modelį padarė įmanoma „Sloan Digital Sky Survey“ plataus lauko teleskopas, apimantis trijų laipsnių matymo lauką (mėnulio pilnatis yra maždaug pusę laipsnio) ir pasirinktą tam tikros rūšies galaktiką. „Švyturys“ arba atstumo žymeklis: šviečiančios raudonos galaktikos.
„Tai mirusios, raudonos galaktikos, vienos seniausių Visatoje - kuriose visos greitai sudegančios žvaigždės jau seniai sudegė ir liko tik senos raudonos žvaigždės“, - sako Schlegelis. „Tai ne tik raudoniausios galaktikos, bet ir pačios ryškiausios, matomos dideliais atstumais“.
„Sloan“ skaitmeninio dangaus tyrimo astronomai dirbo su kolegomis iš Australijos dviejų laipsnių lauko komandos, norėdami įvertinti 10 000 raudonai šviečiančių galaktikų mėginio spalvą ir raudoną poslinkį, susiedami galaktikų spalvą su atstumu. Tada jie pritaikė šiuos matavimus 600 000 tokių galaktikų, kad galėtų nubraižyti savo žemėlapį.
Padmanabhanas pripažįsta, kad „yra statistinis netikrumas pritaikant ryškumo ir atstumo santykį, gautą iš 10000 raudonai šviečiančių galaktikų, visiems 600 000, neišmatuojant jų atskirai. Žaidimo, kurio žaidžiame, yra tiek daug, kad vidurkiai vis tiek suteikia mums labai naudingos informacijos apie jų pasiskirstymą. Ir neišmatuodami jų spektro, galime žvelgti kur kas giliau į kosmosą “.
Schlegelis sutinka, kad tyrėjai toli gražu nepasiekia norimo tikslumo. „Bet mes parodėme, kad tokie matavimai yra įmanomi, ir mes nustatėme atspirties tašką besivystančios visatos standartiniam valdovui“.
Jis sako, kad „kitas žingsnis yra suprojektuoti tikslumo eksperimentą, galbūt pagrįstą SDSS teleskopo modifikacijomis. Mes dirbame su „Berkeley Lab“ inžinieriais, kad perprojektuotume teleskopą, kad padarytume tai, ką norime padaryti. “
„Šviečiančių raudonųjų galaktikų klasterizavimas vaizduojant„ Sloan “skaitmeninio dangaus apžvalgos duomenis“, pateikė Nikhil Padmanabhan, David J. Schlegel, Uros Seljak, Aleksejus Makarovas, 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, Maxas Tegmarkas ir Donaldas G. Yorkas pasirodys Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniuose pranešimuose ir dabar prieinami internete adresu http://arxiv.org/archive/astro-ph.
SDSS valdo dalyvaujančių institucijų astrofizikos tyrimų konsorciumas, kuris yra Amerikos gamtos istorijos muziejus, Potsdamo astrofizikos institutas, Bazelio universitetas, Kembridžo universitetas, Case Western Reserve universitetas, Čikagos universitetas, Drexel universitetas, Fermilab, Išplėstinis tyrimas, Japonijos dalyvavimo grupė, Johns Hopkins universitetas, Jungtinis branduolinės astrofizikos institutas, Kavli dalelių astrofizikos ir kosmologijos institutas, Korėjos mokslininkų grupė, Kinijos mokslų akademija (LAMOST), Los Alamos nacionalinė laboratorija, Max- Plancko astronomijos institutas (MPIA), Makso Plancko astrofizikos institutas (MPA), Naujosios Meksikos valstybinis universitetas, Ohajo valstijos universitetas, Pitsburgo universitetas, Portsmuto universitetas, Prinstono universitetas, JAV karinio jūrų laivyno observatorija ir universitetas. iš Vašingtono.
SDSS finansavimą teikia Alfredo P. Sloano fondas, dalyvaujančios institucijos, Nacionalinis mokslo fondas, JAV energetikos departamentas, Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija, Japonijos Monbukagakusho, Maxo Plancko draugija ir Aukštojo mokslo finansavimo taryba. Anglija. Apsilankykite SDSS svetainėje http://www.sdss.org/.
„Berkeley Lab“ yra JAV Energetikos departamento nacionalinė laboratorija, įsikūrusi Berkeley, Kalifornijoje. Jis vykdo neklasifikuotus mokslinius tyrimus ir yra valdomas Kalifornijos universiteto. Apsilankykite mūsų svetainėje adresu http://www.lbl.gov.
Originalus šaltinis: „Berkeley Lab“
