Кредит за изображение: SDSS
Астрономите от Sloan Digital Sky Survey са събрали данни за изграждането на точна триизмерна карта, която подробно описва струпванията на галактики и тъмна материя. Екипът на SDSS - 200 астрономи в 13 страни - измерва Вселената, за да съдържа 70% тъмна енергия (мистериозна сила, която отблъсква галактиките на разстояние), 25% тъмна материя и 5% нормална материя.
Астрономите от Sloan Digital Sky Survey (SDSS) направиха най-прецизното измерване досега на космическото струпване на галактики и тъмна материя, усъвършенствайки нашето разбиране за структурата и еволюцията на Вселената.
„От самото начало на проекта в края на 80-те една от основните ни цели е прецизното измерване на това как галактиките се струпват под влиянието на гравитацията“, обясни Ричард Крон, директор на SDSS и професор в Чикагския университет.
Говорителят на проекта SDSS Майкъл Щраус от Принстънския университет и един от водещите автори на новото проучване уточни, че: „Този клъстеризиращ модел кодира информация както за невидима материя, която се дърпа по галактиките, така и за колебанията на семената, които се появиха от Големия взрив.
Резултатите са описани в два документа, представени в Astrophysical Journal и в Physical Review D; те могат да бъдат намерени на уебсайта за предпечат на физика, www.arXiv.org, на 28 октомври.
КАРТИРАНЕ ФЛУКТУАЦИИ
Водещият космологичен модел се позовава на бързо разширяване на пространството, известно като инфлация, което разтегли микроскопични квантови колебания в огненото след Големия взрив до огромни мащаби. След като инфлацията приключи, гравитацията причини тези колебания на семената да прераснат в галактиките и моделите на групиране на галактики, наблюдавани в SDSS.
Снимки на тези колебания на семената бяха пуснати от микровълновата анизотропична сонда Wilkinson (WMAP) през февруари, която измерваше колебанията в реликвата радиация от ранната Вселена.
„Направихме най-добрата триизмерна карта на Вселената досега, картографирайки над 200 000 галактики на разстояние до два милиарда светлинни години над шест процента от небето“, заяви друг водещ автор на изследването Майкъл Блантън от Нюйоркския университет. Гравитационните модели на клъстериране на тази карта разкриват състава на Вселената от нейните гравитационни ефекти и като комбинират своите измервания с тези от WMAP, екипът на SDSS измерва космическата материя, която се състои от 70 процента тъмна енергия, 25 процента тъмна материя и пет процента обикновена материя.
SDSS представлява две отделни проучвания в едно: галактиките са идентифицирани в 2D изображения (вдясно), след това определят разстоянието им от спектъра си, за да създадат 2 милиарда светлинни години дълбока 3D карта (вляво), където всяка галактика е показана като една точка, цвят, представляващ светимостта - това показва само онези 66 976 от 205,443 галактики на картата, които лежат близо до равнината на земния екватор. (Кликнете за jpg с висока разделителна способност, версия без редове.)
Те откриха, че неутрино не може да бъде основна съставка на тъмната материя, поставяйки сред най-силните ограничения до момента на тяхната маса. Накрая, изследването на SDSS установи, че данните са в съответствие с подробните прогнози на инфлационния модел.
КОЗМИЧНО ПОТВЪРЖДЕНИЕ
Тези числа предоставят мощно потвърждение на тези, отчетени от екипа на WMAP. Включването на новите открития на SDSS помага да се подобри точността на измерванията, повече от наполовина несигурността от WMAP за плътността на космическата материя и за параметъра Хъбъл (скоростта на космическо разширение). Нещо повече, новите измервания се съгласяват добре с предишните съвременни резултати, които комбинираха WMAP с англо-австралийското 2dF изследване на червено изместване.
„Различни галактики, различни инструменти, различни хора и различни анализи - но резултатите са съгласни“, казва Макс Тегмарк от университета в Пенсилвания, първи автор на двата доклада. „Извънредните твърдения изискват извънредни доказателства“, казва Тегмарк, „но сега имаме необикновени доказателства за тъмната материя и тъмната енергия и трябва да ги приемаме сериозно, независимо колко смущаващи изглеждат.“
Новите резултати от SDSS (черни точки) са най-точните измервания към днешна дата как плътността на Вселената се колебае от място на място на скали от милиони светлинни години. Тези и други космологични измервания са съгласни с теоретичното предсказване (синя крива) за Вселена, съставена от 5% атоми, 25% тъмна материя и 70% тъмна енергия. Колкото по-големи са везните, които усредняваме, толкова по-равномерна изглежда Вселената. (Кликнете за jpg с висока разделителна способност, без излишни версии.)
„Истинското предизвикателство сега е да разбера какви всъщност са тези мистериозни вещества“, заяви друг автор Дейвид Уайнбърг от държавния университет в Охайо.
SDSS ГОЛЯМО-СКАЛНА ПРЕДПРИЯТИЯ
SDSS е най-амбициозното астрономическо проучване, правено някога, с над 200 астрономи в 13 институции по света.
„SDSS наистина са две проучвания в едно“, обясни проектният учен Джеймс Ган от Принстънския университет. В най-девствените нощи SDSS използва широко полева CCD камера (изградена от Гун и неговия екип от Принстънския университет и Маки Секигучи от Японската група за участие), за да прави снимки на нощното небе в пет широки вълни с цел определяне положението и абсолютната яркост на повече от 100 милиона небесни обекти в една четвърт от цялото небе. Когато е завършена, камерата е била най-голямата, построена някога за астрономически цели, събираща данни със скорост 37 гигабайта на час.
През нощта с лунна светлина или мека облачна покривка, камерата за изображения се заменя с двойка спектрографи (изградена от Алън Умото и неговия екип от университета Джонс Хопкинс). Те използват оптични влакна за получаване на спектри (и по този начин червени смени) на 608 обекта наведнъж. За разлика от традиционните телескопи, в които нощите се разделят сред много астрономи, изпълняващи редица научни програми, специалният 2.5 м телескоп SDSS в обсерваторията Apache Point в Ню Мексико е посветен единствено на това проучване, за да работи всяка ясна нощ в продължение на пет години ,
Първото публично публикуване на данни от SDSS, наречено DR1, съдържаше около 15 милиона галактики, с измервания на разстояния на червено изместване за повече от 100 000 от тях. Всички измервания, използвани в резултатите, докладвани тук, биха били част от второто освобождаване на данни, DR2, което ще бъде предоставено на астрономическата общност в началото на 2004 г.
Щраус каза, че SDSS се приближава до средната точка на целта си да измери един милион галактика и квазарни червени смени.
„Истинското вълнение тук е, че различни доказателства от космическия микровълнов фон (CMB), мащабната структура и други космологични наблюдения ни дават последователна картина на Вселената, доминирана от тъмната енергия и тъмната материя“, каза Кеворк Абазаджиян на Националната ускорителна лаборатория Ферми и Националната лаборатория в Лос Аламос.
Оригинален източник: Sloan Digital Sky Survey News Release
