Kansainvälinen tutkijaryhmä, jota johtaa Rachel Mandelbaum Carnegie Mellonin yliopistosta, on pystynyt luomaan yksityiskohtaisimman ja kattavimman kartan aineen kolmiulotteisesta jakautumisesta maailmankaikkeudessa, ja Hyper Suprime-Cam (HSC) -dataa käyttämällä lisännyt merkittävästi ihmisen tietämystä pimeästä energiasta. Tutkimuksen lähetti julkaistavaksi Japanin astronominen seura.
Moderni maailmankaikkeus on kokoelma eri paikkoja. Kun maailmankaikkeus on laajentunut viimeisten 14 miljardin vuoden aikana, galaksit ja pimeä aine yhdistyvät jatkuvasti painovoiman vaikutuksesta ja luovat entistä pirstoutuneemman maiseman, jossa on tiheämpiä ainepaloja ja valtavia aukkoja.
Aineen vetävä painovoima vaikuttaa myös siihen, miten voimme tarkkailla tähtitieteellisiä esineitä. Kun valo kulkee kaukaisista galakseista Maahan, sen polulla olevan muun aineen, myös pimeän aineen, painovoima taivuttaa valoa. Tämän seurauksena kuvat galakseista, joita teleskoopit osoittavat meille, ovat hieman vääristyneitä – ilmiötä kutsutaan heikosta gravitaatiolinssiksi. Näissä vääristymissä on paljon tietoa, tietovarasto tutkijoille, jotka pyrkivät ymmärtämään paremmin aineen jakautumista maailmankaikkeudessa ja löytävät määritelmän pimeän energian luonteesta.
Havaijin japanilaisen Subaru-teleskoopin tietoihin perustuva HSC-kartta antoi tutkijoille mahdollisuuden mitata gravitaatiovääristymiä noin 10 miljoonan galaksin kuvissa.
Subaru-teleskooppi on antanut tutkijoiden nähdä galaksit uudelleen ajassa paljon paremmin kuin aikaisemmissa havainnoissa. Esimerkiksi Observation Mission Dark Energy Survey mahdollisti paljon suuremman taivaan alueen analysoinnin samalla tarkkuudella kuin HSC, mutta se peitti vain läheisen maailmankaikkeuden. Vaikka HSC: llä on kapeampi kantama, sen näkymä on yksityiskohtaisempi, jolloin tutkijat voivat nähdä himmeämpiä galakseja ja tehdä selkeämmän kartan pimeän aineen jakautumisesta.
Tutkimusryhmä vertasi karttansa Planckin avaruusjärjestön satelliittitarkkailijoiden tarjoamiin vaihteluihin maailmankaikkeuden varhaisimmista päivistä lähtien. HSC-mittaukset olivat hieman huonommat, mutta silti tilastollisesti yhdenmukaiset Planckin havaintojen kanssa. Se tosiasia, että HSC ja muut löyhät linssitutkimukset ovat huonompia tuloksia kuin Planck, herättää herättävän kysymyksen siitä, käyttäytyykö pimeä energia todella kuten Einsteinin kosmologinen vakio tiedeyhteisössä.
“Karttamme antaa meille paremman käsityksen siitä, kuinka paljon pimeää energiaa on olemassa, ja kertoo meille hieman enemmän sen ominaisuuksista ja kuinka se nopeuttaa maailmankaikkeuden laajenemista”, Mandelbaum sanoi. 'HSC on loistava lisä muihin havaintoihin. Projektitietojen yhdistäminen on tehokas työkalu, jonka avulla voimme paljastaa paljon enemmän pimeän aineen ja pimeän energian luonteesta. '
Heikon gravitaatiolinssin aiheuttamien vääristymien mittaaminen ei ole helppo tehtävä. Vaikutus on melko pieni, ja vääristymät galaktisissa muodoissa voivat johtua myös ilmakehästä, teleskoopista ja ilmaisimesta. Tarkkojen tulosten saamiseksi tutkijoiden on tiedettävä, että he mittaavat vain heikon linssin vaikutuksia.
Mandelbaum, fysiikan apulaisprofessori ja Carnegie Mellonin McWilliamsin kosmologiakeskuksen jäsen, on asiantuntija näiden ulkoisten vääristymien hallitsemisessa. Hän ja hänen tiiminsä ovat luoneet yksityiskohtaiset simulaatiot HSC-tutkimustiedoista Hubble-avaruusteleskoopin kuvista. Näillä malleilla he pystyivät soveltamaan galaksiin muotokorjauksia muiden vaikutusten kuin linssien aiheuttamien muotovääristymien poistamiseksi.
Esitetty tulos on tulosta tehtävän alusta asti. Jos HSC-tutkimus kerää tietoja viiden vuoden aikana, se antaa vieläkin enemmän tietoa pimeän energian käyttäytymisestä sekä antaa uutta tietoa galaksien ja massiivisten galaksijoukkojen evoluutiosta avaruudessa, minkä ansiosta supernovojen kaltaisten esineiden tutkiminen antaa mahdollisuuden tutkia tarkemmin omaa galaksiamme, Maitoa Tapa.
