Obrazový kredit: Hubble
Posledné dôkazy naznačujú, že expanzia vesmíru sa v skutočnosti zrýchľuje - nejaká „temná energia“ ho rozdeľuje. Astronómovia používajúci údaje zhromaždené röntgenovým observatóriom Chandra zistili, že v rôznych galaktických zhlukoch nie je dostatočná hmota (pravidelná aj tmavá) na to, aby zodpovedala ich tvaru a polohe, takže niečo iné musí mať účinok.
Zdá sa, že vesmír prechádza neviditeľnou silou? temná energia? to ho tlačí rýchlejšie a rýchlejšie. Vykonaním prieskumov klastrov galaxií s červeným posunom dúfa, že sa astronómovia dozvedia viac o tejto záhadnej sile ao štruktúre a geometrii vesmíru.
„Klastre galaxií sa skladajú z tisícov galaxií gravitačne spojených do obrovských štruktúr,“ povedal Joseph Mohr, profesor astronómie na Illinoiskej univerzite. "Kvôli rozšíreniu vesmíru sa zhluky javia hustejšie pri väčších červených posunoch, keď bol vesmír mladší a hustejší."
Prieskumy zhlukov galaxií, ktoré skúmajú vesmír s vysokým červeným posunom, môžu potenciálne poskytnúť množstvo informácií o množstve a povahe temnej hmoty aj temnej energie, uviedol Mohr, ktorý na stretnutí predstaví výsledky prebiehajúcej štúdie klastrov galaxií. Americká fyzická spoločnosť, ktorá sa uskutoční v Albuquerque, NM, 20. - 23. apríla.
"Doteraz sa klastre galaxií používali iba na štúdium zložky temnej hmoty vo vesmíre," uviedol Mohr. "Zmerali by sme celkovú hmotu v klastri galaxií a potom určili frakciu hmoty, ktorá bola obyčajnou baryonickou hmotou."
Tieto merania ukázali, že baryonická a tmavá hmota nie je dostatočná na to, aby zodpovedala geometrii vesmíru. Astronómovia sa teraz domnievajú, že vesmír sa rozširuje stále sa zvyšujúcou rýchlosťou a dominuje mu tajomná temná energia, ktorá musí tlačiť.
"Ďalším krokom je pokúsiť sa prísť na niektoré špecifiká temnej energie, ako je jej rovnica stavu," uviedol Mohr. "Mapovaním rozdelenia klastrov galaxií v červených farbách by sme mali byť schopní zmerať rovnicu stavu temnej energie, ktorá by poskytla dôležité informácie o tom, čo to je a ako sa stalo."
Mohr využíva údaje zozbierané röntgenovým observatóriom Chandra NASA na štúdium mierkových vzťahov? napríklad vzťah medzi hmotnosťou a svietivosťou alebo veľkosťou? klastrov galaxií a ako sa menia s červeným posunom. "Očakáva sa, že tieto mierkové vzťahy sa budú vyvíjať s červeným posunom, čo odráža rastúcu hustotu vesmíru v predchádzajúcich časoch," uviedol Mohr.
Najmä Mohr? v spolupráci s Johnom Carlstromom na University of Chicago a vedcami na Kalifornskej univerzite a Harvardom Smithsonianským centrom pre astrofyziku? študuje účinok horúcich elektrónov v klastroch galaxií na kozmické mikrovlnné pozadie, následok veľkého tresku.
Zhluky galaxií sú plné temnej hmoty, galaxií a horúceho plynu. Elektróny v plyne rozptýlia protóny a produkujú röntgenové lúče. Emisie röntgenových lúčov sa znižuje s vyšším červeným posunom kvôli väčším vzdialenostiam.
„Elektróny majú tendenciu venovať časť svojej energie fotónom kozmického mikrovlnného pozadia, čo spôsobuje mierne posunutie spektra čiernych telies,“ uviedol Mohr. „Výsledné skreslenie? nazval Sunyaev-Zeldovičov efekt? sa objavuje ako chladné miesto na kozmickom mikrovlnnom pozadí pri určitých frekvenciách. Pretože je to skreslenie v spektre, nestmavuje sa vzdialenosťou, ako sú röntgenové lúče. “
Porovnaním röntgenovej emisie a Sunyaev-Zeldovichovho efektu Mohr môže študovať dokonca slabé, klastre galaxií s vysokým červeným posunom, ktoré sú momentálne nedostupné inými prostriedkami. Takéto merania, ktoré korelujú distribúciu červeného posunu galaxie, štruktúru a priestorové rozloženie, by mali určiť rovnicu stavu temnej energie, a preto by mali pomôcť definovať podstatu temnej energie.
"V kontexte scenára tvorby štandardnej štruktúry poskytujú prieskumy galaxií merania geometrie vesmíru a povahy temnej hmoty a temnej energie," uviedol Mohr. "Aby sme však mohli tieto prieskumy správne interpretovať, musíme najprv pochopiť, ako sa mení štruktúra klastrov galaxií, keď sa pozeráme dozadu v čase."
Pôvodný zdroj: UIUC News Release
