Mednarodna skupina raziskovalcev, ki jo je vodila Rachel Mandelbaum z univerze Carnegie Mellon, je lahko ustvarila najbolj podroben in najobsežnejši zemljevid tridimenzionalne porazdelitve snovi v vesolju in s pomočjo podatkov Hyper Suprime-Cam (HSC) znatno povečala obseg človeškega znanja o temni energiji. Študijo je v objavo poslalo Japonsko astronomsko društvo.
Sodobno vesolje je zbirka različnih lokacij. Ko se je vesolje v zadnjih 14 milijard letih širilo, se galaksije in temna snov neprestano združujejo pod vplivom gravitacije, kar ustvarja še bolj razdrobljeno pokrajino z gostejšimi grudami snovi in velikimi prazninami.
Sila gravitacije, ki združuje snov, vpliva tudi na to, kako lahko opazujemo astronomske predmete. Ko svetloba potuje iz oddaljenih galaksij na Zemljo, gravitacijski vlek druge snovi na svoji poti, vključno s temno snovjo, upogne svetlobo. Posledično so slike galaksij, ki nam jih prikažejo teleskopi, nekoliko popačene – pojav, imenovan šibko gravitacijsko leče. V teh izkrivljanjih je veliko informacij, skladišče znanja za znanstvenike, ki želijo bolje razumeti porazdelitev snovi v vesolju in najti definicijo narave temne energije.
Zemljevid HSC, ki temelji na podatkih japonskega teleskopa Subaru na Havajih, je raziskovalcem omogočil merjenje gravitacijskega popačenja na slikah približno 10 milijonov galaksij.
Teleskop Subaru je znanstvenikom omogočil, da so galaksije spet pravočasno videli veliko bolje kot v prejšnjih opažanjih. Na primer, raziskava opazovalne misije Dark Energy Survey je omogočila analizo veliko večjega območja neba s podobno natančnostjo kot HSC, vendar je zajela le bližnje vesolje. Čeprav ima HSC ožji obseg, je njegov pogled bolj podroben, kar raziskovalcem omogoča, da vidijo šibkejše galaksije in naredijo jasnejši zemljevid porazdelitve temne snovi.
Raziskovalna skupina je svoj zemljevid primerjala z nihanji satelitskih opazovanj vesoljske agencije Planck iz prvih časov vesolja. Meritve HSC so bile nekoliko slabše, vendar še vedno statistično skladne s Planckovimi opazovanji. Dejstvo, da so študije HSC in druge ohlapne leče pokazale nižje rezultate kot Planck, postavlja zaskrbljujoče vprašanje, ali se temna energija v znanstveni skupnosti res obnaša kot Einsteinova kozmološka konstanta.
“Naš zemljevid nam daje boljšo predstavo o tem, koliko temne energije obstaja, in pove nekaj več o njenih lastnostih in o tem, kako pospešuje širjenje vesolja,” je dejal Mandelbaum. „HSC je odličen dodatek drugim opažanjem. Združevanje projektnih podatkov bo močno orodje in nam bo omogočilo, da odkrijemo veliko več o naravi temne snovi in temne energije. '
Merjenje popačenja, ki ga povzroča šibko gravitacijsko leče, ni lahka naloga. Učinek je precej majhen, popačenja v galaktičnih oblikah pa lahko povzročijo tudi ozračje, teleskop in detektor. Da bi dobili natančne rezultate, morajo raziskovalci vedeti, da merijo le učinke šibkega lečenja.
Mandelbaum, izredni profesor fizike in član Centra za kozmologijo McWilliams pri Carnegie Mellon, je strokovnjak za nadzor teh zunanjih izkrivljanj. S svojo ekipo je ustvarila podrobne simulacije podatkov ankete HSC iz slik vesoljskega teleskopa Hubble. S temi modeli so galaksiji lahko uporabili popravke oblike, da bi odstranili izkrivljanja oblike, ki jih povzročajo učinki, ki niso leče.
Predstavljeni rezultat je rezultat dela od začetka misije. Če študija HSC zbira podatke v petih letih, bo zagotovila še več informacij o obnašanju temne energije, pa tudi nove podatke o razvoju galaksij in masivnih kopic galaksij v vesolju, bo omogočila preučevanje predmetov, kot so supernove, za podrobnejše preučevanje naše lastne galaksije, Mlečne Pot.
