Kreditna slika: SDSS
Astronomi iz Sloan Digital Sky Survey prikupili su podatke za izradu precizne trodimenzionalne karte koja detaljno opisuje nakupine galaksija i tamne materije. SDSS-ov tim - 200 astronoma u 13 zemalja - izmjerio je Svemir da sadrži 70% tamne energije (tajanstvene sile koja razdvaja galaksije), 25% tamne materije i 5% normalne materije.
Astronomi iz Sloanove ankete o digitalnom nebu (SDSS) napravili su do sada najpreciznije mjerenje kozmičkog grupiranja galaksija i tamne materije, usavršavajući naše razumijevanje strukture i evolucije svemira.
"Od samog početka projekta krajem 80-ih, jedan od naših ključnih ciljeva bilo je precizno mjerenje kako se galaksije grupiraju pod utjecajem gravitacije", objasnio je Richard Kron, direktor SDSS-a i profesor sa Sveučilišta u Chicagu.
Glasnogovornik Projekta SDSS Michael Strauss sa Sveučilišta Princeton i jedan od vodećih autora nove studije objasnili su: „Ovaj klasterski obrazac kodira podatke o nevidljivoj materiji koja se povlači na galaksije i o fluktuaciji sjemena koja je nastala iz Velikog praska“.
Otkrića su opisana u dva rada podnesena u Astrophysical Journal i u Physical Review D; mogu se naći na web stranici fizičkog pretiska, www.arXiv.org, 28. listopada.
KAPIRANJE FLUCTUACIJA
Vodeći kozmološki model poziva na brzu ekspanziju prostora poznatog kao inflacija koja je protezala mikroskopske kvantne fluktuacije u vatrenim posljedicama Velikog praska do ogromnih razmjera. Nakon završetka inflacije, gravitacija je uzrokovala da te fluktuacije sjemena prerastu u galaksije i obrasce grupiranja galaksija koje su primijećene u SDSS.
Slike ovih fluktuacija sjemena objavljene su u februaru iz Wilkinson mikrovalne pećnice za anizotropiju (WMAP) koja je mjerila fluktuacije relikvijskog zračenja iz ranog Svemira.
"Napravili smo najbolju trodimenzionalnu kartu svemira do sada, mapirajući više od 200.000 galaksija udaljenih dvije milijarde svjetlosnih godina iznad šest posto neba", rekao je drugi vodeći autor studije Michael Blanton sa sveučilišta New York. Obrasci gravitacijskog grupiranja na ovoj karti otkrivaju sastav Svemira od njegovih gravitacijskih efekata, a kombinirajući njihova mjerenja s onim s WMAP-a, SDSS tim je mjerio kozmičku tvar koja se sastojala od 70 posto tamne energije, 25 posto tamne materije i pet posto obična materija.
SDSS su dvije odvojene ankete u jednoj: galaksije su identificirane na 2D slikama (desno), zatim određuju njihovu udaljenost od njihovog spektra kako bi stvorili 2 milijarde svjetlosnih godina duboku 3D kartu (lijevo) gdje je svaka galaksija prikazana kao jedna točka, boja koja predstavlja svjetlinu - to pokazuje samo onih 66.976 naših od 205.443 galaksija na karti koje leže u blizini ravnine Zemljinog ekvatora. (Kliknite za jpg visoke rezolucije, verzija bez linija.)
Otkrili su da neutrini ne bi mogli biti glavni sastojak tamne materije, stavljajući među najjača ograničenja do sada na njihovu masu. Konačno, istraživanje SDSS-a ustanovilo je da su podaci u skladu s detaljnim predviđanjima inflacijskog modela.
KOZMIČKA POTVRDA
Ovi brojevi daju snažnu potvrdu onih koje je izvijestio tim WMAP-a. Uključivanje novih SDSS nalaza pomaže poboljšati točnost mjerenja, više nego prepoloviti nesigurnosti WMAP-a o gustoći kozmičke materije i Hubble-ovom parametru (kozmička ekspanzija). Nadalje, nova mjerenja dobro se podudaraju s prethodnim vrhunskim rezultatima koji su kombinirali WMAP s anglo-australijskim anketom 2dF galaktike za crveni pomak.
"Različite galaksije, različiti instrumenti, različiti ljudi i različite analize - ali rezultati se slažu", kaže Max Tegmark sa Sveučilišta u Pennsylvaniji, prvi autor ove knjige. "Izvanredne tvrdnje zahtijevaju izvanredne dokaze", kaže Tegmark, "ali sada imamo izvanredne dokaze o tamnoj materiji i tamnoj energiji i moramo ih shvatiti ozbiljno, bez obzira na to koliko uznemirujuće izgledali."
Novi rezultati SDSS-a (crne točke) dosad su najpreciznija mjerenja kako gustoća Univerzuma fluktuira od mjesta do mjesta na ljestvici od milijun svjetlosnih godina. Ova i druga kozmološka mjerenja slažu se s teorijskim predviđanjima (plava krivulja) za Univerzum sastavljen od 5% atoma, 25% tamne materije i 70% tamne energije. Što su veće ljestvice koje prosjek imamo, to se Svemir ujednačuje. (Kliknite na jpg visoke rezolucije, bez dodataka.)
„Pravi je izazov shvatiti o čemu se zapravo rade te misteriozne tvari“, rekao je drugi autor David Weinberg sa Sveučilišta Ohio State.
SDSS VELIKO PODJELA PODATAKA
SDSS je najambicioznije astronomsko istraživanje ikada provedeno s više od 200 astronoma u 13 institucija širom svijeta.
"SDSS su zaista dva istraživanja u jednom", objasnio je znanstvenik na projektu James Gunn sa Sveučilišta Princeton. Tijekom najcjenjenijih noći, SDSS koristi širokopojasnu CCD kameru (koju su izgradili Gunn i njegov tim na Sveučilištu Princeton i Maki Sekiguchi iz Japanske grupe za sudjelovanje) kako bi fotografirao noćno nebo u pet širokih raspona valova s ciljem utvrđivanja položaj i apsolutnu svjetlinu više od 100 milijuna nebeskih objekata u jednoj četvrtini čitavog neba. Kad je dovršena, kamera je bila najveća ikada izgrađena u astronomske svrhe, prikupljajući podatke brzinom od 37 gigabajta na sat.
U noći s mjesečinom ili blagim oblačnim pokrovom, kamera za zamjenu zamijenjena je s par spektrografa (koji su izgradili Alan Uomoto i njegov tim sa Sveučilišta Johns Hopkins). Oni koriste optička vlakna za dobivanje spektra (i time crveni pomak) od 608 objekata istodobno. Za razliku od tradicionalnih teleskopa u kojima su noći razdvojene među mnogim astronomima koji izvode niz znanstvenih programa, specijalni 2,5 m SDSS teleskop u opservatoriju Apache Point u Novom Meksiku posvećen je samo ovom istraživanju, koji će raditi svake bistre noći pet godina ,
Prvo javno objavljivanje podataka iz SDSS-a, zvano DR1, sadržavalo je oko 15 milijuna galaksija, a mjerenja udaljenosti crvenih pomaka za više od 100.000 njih. Sva mjerenja koja su korištena u nalazima koji su ovdje prijavljeni bili bi dio drugog objavljivanja podataka, DR2, koje će astronomska zajednica biti dostupna početkom 2004.
Strauss je rekao da se SDSS približava pola točke u cilju mjerenja milijun galaksija i kvadrata crvenih pomaka.
"Stvarno uzbuđenje ovdje je što su različiti dokazi kozmičke mikrovalne pozadine (CMB), strukture velikih razmjera i druga kozmološka promatranja svi koji nam daju konzistentnu sliku svemira kojim dominira tamna energija i tamna tvar", rekao je Kevork Abazajian Nacionalnog laboratorija za ubrzavanje Fermija i Nacionalnog laboratorija u Los Alamosu.
Izvorni izvor: Sloan Digital Sky Survey News Release
