Ny tredimensionell karta över mörk materia i universum

Ny tredimensionell karta över mörk materia i universum

Svaga linsundersökningar, som HSC, föredrar ett något mindre solid Universe (vänster) än den förutspådda Planck-modellen (höger). Bilderna visar en liten men märkbar skillnad

Nyligen lyckades forskarna frigöra den djupaste omfattande tredimensionella kartan över materiellfördelning i rymden. Detta gör det möjligt att öka noggrannheten i de mörka energibegränsningarna med hjälp av Hyper Suprime-Cam (HSC) granskning.

Det moderna universum är en ganska stor plats. Utrymmet har expanderat under de senaste 14 miljarder åren, vävning av galaxer och mörk materia genom gravitation och skapande ett fantastiskt landskap med tomrum. Gravity lockar materia påverkar också vår vision om astronomiska föremål. När ljuset rör sig från avlägsna galaxer till jorden, böj gravitationens dragning från andra föremål i vägen glöd. Som ett resultat förvrängs de observerade galaxerna på grund av fenomenet gravitationslinsering. Inom sådana förvrängningar finns en stor mängd information som möjliggör en bättre förståelse av fördelningen av materia i universum och typen av mörk energi.

HSC-kartan är baserad på data från det japanska Subaru-teleskopet och tillåter forskare att mäta gravitationsförvrängning i bilder från 10 miljoner galaxer.

Ny tredimensionell karta över mörk materia i universum

Vänster: Tredimensionell karta över universumets mörka materia som härrör från en av de sex HSC-observationszonerna och visas i bakgrunden med olika nyanser av blått (ljusa områden är mörk materia). Kartan härleddes från förvrängningarna av galaktiska former, indikerad av vita linjer. Deras längd överför storleken av förvrängningen, och vinkeln motsvarar riktningen. Höger: Mätningar aktiveras av ljus från avlägsna galaxer som passerar genom universum och avvikande materia i olika epoker HSC skannar närmaste Universum i en smalare, men djup form, på grund av vilken det är möjligt att studera svagare galaxer och bilda en tydlig karta över fördelningen av mörk materia.

Forskarna jämförde den nya kartan med fluktuationerna förutspådda av Plancks satellitobservationer. HSC-mätningarna var lägre, men Planck-modellen var statistiskt konsekvent. Situationen med lägre resultat gör fortfarande tvivel om den mörka energin leder sig som Einsteins kosmologiska konstant.

Ny tredimensionell karta över mörk materia i universum

Kosmologiska begränsningar på universums kluster idag (S8) förutses med observationer av rymden vid olika tidpunkter. HSC-mätningen visas i rött och anses vara en av de mest avlägsna mätningarna med svag gravitationslinsering. De bör jämföras med resultaten från Planck, erhållen från observationer av bakgrundsstrålningen i det tidigaste universum och andra moderna experiment KiDS och DES

Kartan ger en mer fullständig bild av hur mycket mörk energi det finns, avslöjar detaljer om dess egenskaper och deltagande i att påskynda processen för rumlig expansion. Mätförvrängning orsakad av gravitationell linsning är svår. Faktum är att denna effekt är liten, och förvrängningar i galaktiska former kan skapas av atmosfären, teleskopet och detektorn. För att få korrekt information måste forskarna vara säkra på att alla effekter bara handlar om linsning.

Ny tredimensionell karta över mörk materia i universum

Linsstudierna, som HSC, föredrar en mycket mindre solid univers än Planck förutsagde. Bilderna visar en liten men märkbar avvikelse med datormodellen. Är detta en statistisk fluktuation? Astronomer fortsätter att samla in mer data för att förstå denna fråga.

Därför skapade laget detaljerade simuleringsdata modellering för HSC baserat på bilder från Hubble Space Telescope. I dessa simuleringar lyckades vi hitta korrigeringar till galaktiska former för att avlägsna formförvrängningar orsakade av yttre effekter. Resultaten extraheras från det första året av HSC-studiedata. I allmänhet bör HSC samla in data i 5 år, vilket ännu bättre kommer att avslöja beteendet hos mörk energi och hjälpa till att studera utvecklingen av galaxer och massiva galaktiska kluster.

Kommentarer (0)
Sök