Medzinárodný tím vedcov pod vedením Rachel Mandelbaumovej z Carnegie Mellon University dokázal vytvoriť najpodrobnejšiu a najrozsiahlejšiu mapu trojrozmerného rozloženia hmoty vo vesmíre a pomocou údajov Hyper Suprime-Cam (HSC) výrazne zvýšil rozsah ľudských poznatkov o temnej energii. Štúdiu zaslala na zverejnenie Japonská astronomická spoločnosť.
Moderný vesmír je zbierkou rôznych miest. Ako sa vesmír rozpínal za posledných 14 miliárd rokov, galaxie a temná hmota sa pod vplyvom gravitácie neustále spájajú a vytvárajú ešte rozdrobenejšiu krajinu s hustejšími zhlukami hmoty a obrovskými dutinami.
Gravitačná sila, ktorá spája hmotu, ovplyvňuje aj to, ako môžeme pozorovať astronomické objekty. Keď svetlo cestuje zo vzdialených galaxií na Zem, gravitačné pôsobenie inej hmoty v jej ceste, vrátane temnej, svetlo ohýba. Výsledkom je, že obrazy galaxií, ktoré nám ukazujú ďalekohľady, sú mierne skreslené – jav nazývaný slabá gravitačná šošovka. V týchto skresleniach je veľké množstvo informácií, zásobáreň vedomostí pre vedcov, ktorí sa snažia lepšie pochopiť distribúciu hmoty vo vesmíre a nájsť definíciu podstaty temnej energie.
Mapa HSC, založená na údajoch z japonského ďalekohľadu Subaru na Havaji, umožnila výskumníkom merať gravitačné skreslenie na snímkach asi 10 miliónov galaxií.
Teleskop Subaru umožnil vedcom vidieť galaxie znova v čase oveľa lepšie ako v predchádzajúcich pozorovaniach. Napríklad prieskum Dark Energy Survey of Observation Mission umožnil analyzovať oveľa väčšiu oblasť oblohy s podobnou úrovňou presnosti ako HSC, ale pokrýval iba blízky vesmír. Aj keď má HSC užší rozsah, jeho pohľad je podrobnejší, čo umožňuje výskumníkom vidieť slabšie galaxie a vytvoriť jasnejšiu mapu distribúcie tmavej hmoty.
Vedecký tím porovnal ich mapu s výkyvmi poskytnutými satelitnými pozorovaniami vesmírnej agentúry Planck z prvých dní vesmíru. Merania HSC boli o niečo horšie, ale stále štatisticky v súlade s Planckovými pozorovaniami. Skutočnosť, že štúdie HSC a ďalšie štúdie laxných šošoviek dosahujú nižšie výsledky ako Planck, vyvoláva lákavú otázku, či sa temná energia vo vedeckej komunite skutočne správa ako Einsteinova kozmologická konštanta.
“Naša mapa nám poskytuje lepšiu predstavu o tom, koľko tmavej energie existuje, a hovorí nám niečo viac o jej vlastnostiach a o tom, ako urýchľuje rozpínanie vesmíru,” uviedol Mandelbaum. „HSC je skvelým doplnkom ďalších pozorovaní. Kombinácia údajov o projekte bude mocným nástrojom, ktorý nám umožní odhaliť oveľa viac o podstate temnej hmoty a temnej energie. ““
Meranie skreslenia spôsobeného slabou gravitačnou šošovkou nie je ľahká úloha. Účinok je dosť malý a skreslenia v galaktických formách môžu byť tiež spôsobené atmosférou, ďalekohľadom a detektorom. Aby výskumníci dosiahli presné výsledky, musia vedieť, že merajú iba účinky slabých šošoviek.
Mandelbaum, docent fyziky a člen McWilliamsovho centra pre kozmológiu v Carnegie Mellon, je odborníkom na kontrolu týchto vonkajších skreslení. Ona a jej tím vytvorili podrobné simulácie údajov z prieskumu HSC zo snímok z Hubblovho vesmírneho teleskopu. S týmito modelmi dokázali aplikovať tvarové korekcie na galaxiu, aby odstránili deformácie tvarov spôsobené inými efektmi ako šošovkami.
Prezentovaný výsledok je výsledkom práce od začiatku misie. Ak štúdia HSC zhromažďuje údaje za päť rokov, poskytne ešte viac informácií o správaní temnej energie a poskytne nové údaje o vývoji galaxií a masívnych zhlukov galaxií vo vesmíre, umožní štúdium objektov ako sú supernovy, bude podrobnejšie študovať našu vlastnú galaxiu Mliečna. Spôsob.
