Международен екип от изследователи, ръководен от Рейчъл Манделбаум от университета Карнеги Мелън, успя да създаде най-подробната и обширна карта на триизмерното разпределение на материята във Вселената и, използвайки данните на Hyper Suprime-Cam (HSC), значително увеличи обхвата на човешкото познание за тъмната енергия. Изследването е изпратено за публикуване от Астрономическото общество на Япония.
Съвременната Вселена е колекция от различни места. Тъй като Вселената се разширява през последните 14 милиарда години, галактиките и тъмната материя непрекъснато се комбинират от гравитацията, създавайки още по-фрагментиран пейзаж с по-плътни бучки материя и огромни кухини.
Силата на гравитацията, която събира материята, също влияе върху това как можем да наблюдаваме астрономически обекти. Когато светлината пътува от далечни галактики към Земята, гравитационното привличане на друга материя по пътя си, включително тъмната материя, огъва светлината. В резултат на това изображенията на галактиките, които телескопите ни показват, са леко изкривени – феномен, наречен слаба гравитационна леща. В рамките на тези изкривявания има голямо количество информация, хранилище на знания за учени, които се стремят да разберат по-добре разпределението на материята във Вселената и да намерят определение за природата на тъмната енергия.
Картата HSC, базирана на данни от японския телескоп Subaru на Хаваите, позволява на изследователите да измерват гравитационното изкривяване в изображения на около 10 милиона галактики.
Телескопът Subaru позволява на учените да виждат отново галактики във времето много по-добре, отколкото в предишни наблюдения. Например, Проучването на наблюдателната мисия на тъмната енергия позволява много по-голяма площ от небето да бъде анализирана с подобно ниво на точност, отколкото HSC, но обхваща само близката вселена. Въпреки че HSC има по-тесен обхват, изгледът му е по-подробен, което позволява на изследователите да видят по-слаби галактики и да направят по-ясна карта на разпространението на тъмната материя.
Изследователският екип сравнява тяхната карта с колебанията, предоставени от сателитни наблюдения на космическата агенция Планк от най-ранните дни на Вселената. Измерванията на HSC бяха малко по-лоши, но все пак статистически съвместими с наблюденията на Планк. Фактът, че изследванията на HSC и други лениви лещи намират по-ниски резултати от Planck, поставя пред научната общност неприятния въпрос дали наистина тъмната енергия се държи като космологичната константа на Айнщайн.
„Нашата карта ни дава по-добра представа за това колко тъмна енергия съществува и ни казва малко повече за нейните свойства и как тя ускорява разширяването на Вселената“, каза Манделбаум. „HSC е чудесно допълнение към други наблюдения. Комбинирането на проектни данни ще бъде мощен инструмент и ще ни позволи да разкрием много повече за природата на тъмната материя и тъмната енергия. '
Измерването на изкривяването, причинено от слаба гравитационна леща, не е лесна задача. Ефектът е доста малък и изкривяванията в галактическите форми също могат да бъдат причинени от атмосферата, телескопа и детектора. За да получат точни резултати, изследователите трябва да знаят, че те измерват само ефектите от слабите лещи.
Манделбаум, доцент по физика и член на Центъра по космология на Макуилямс в Карнеги Мелън, е експерт в контролирането на тези външни изкривявания. Тя и нейният екип създадоха подробни симулации на данните от изследването на HSC от изображения от космическия телескоп Хъбъл. С тези модели те успяха да приложат корекции на формата към галактиката, за да премахнат изкривяванията на формата, причинени от ефекти, различни от лещи.
Представеният резултат е резултат от работа от началото на мисията. Ако изследването на HSC събира данни в продължение на пет години, то ще предостави още повече информация за поведението на тъмната енергия, както и нови данни за еволюцията на галактиките и масивните клъстери на галактики в космоса, ще позволи изследването на обекти като супернови, ще проучи по-подробно нашата собствена галактика, Млечната Начин.
