Астрофизики построили крупнейшую трехмерную карту галактик
Фрагмент карты, показывающий крупномасштабную структуру Вселенной. Каждая точка на карте обозначает местоположение галактики 6 миллиардов лет назад. Изображение показывает 1/20 небесной сферы и покрывает участок Вселенной шириной 6 миллиардов световых лет, высотой 4,5 миллиарда световых лет. Цвет галактик показывает их удаленность от Земли (самые близкие — желтые).
Daniel Eisenstein / SDSS-III
Международная команда астрономов создала самую большую трехмерную карту далеких галактик, которая должна помочь ученым изучить распределение темной материи и энергии во Вселенной. Работы, описывающие полученные результаты, опубликованы Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (1,2,3,4,5).
Исследователи, включая команду во главе с Флорианом Бетлером из Института космологии и гравитации Портсмутского университета, более десяти лет собирали данные о 1,2 миллионах галактик в рамках Слоуновского цифрового обзора неба III. Эти измерения были получены с помощью спектроскопического обзора барионных осцилляций (BOSS) — в его рамках астрономы изучают пространственное распределение ярких красных галактик (LRG) и квазаров.
Полученная карта позволяет ученым измерить скорость расширения Вселенной и, таким образом, примерно определить количество темной материи и вещества в современной Вселенной. Скорость расширения Вселенной BOSS измеряет через определение размеров барионных акустических осцилляций (БАО) в трехмерном распределении галактик.
Jeremy Tinker/SDSS-III
Двухмерная карта была преобразована в трехмерную карту, показывающую трехмерную структуру с двух перспектив. Этот фрагмент включает 120 тысяч галактик (10 процентов от всего числа, попавшего в область обзора). Яркие области соотносятся с теми участками, где больше всего галактик и темной материи.
БАО — это волны давления, которые «прокатывались» по ранней Вселенной, когда ее возраст составлял примерно 400 тысяч лет. Они оставили отпечаток в вариации температур реликтового излучения, которое возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода, а также они отвечают за неравномерное распределение материи в космосе (в частности за вариации плотности газа, скопления которого послужили «зернами» для первых скоплений галактик).
Изучая распределение галактик в пространстве, можно обнаружить след БАО и выяснить, как быстро расширялась Вселенная в то время и как менялась скорость ее расширения со временем, что уже непосредственно связано с темной материей и темной энергией.
На основании полученной карты ученые говорят о том, что значение темной энергии остается приблизительно постоянным. «Если темная энергия отвечала за расширение Вселенной в то время, то наши карты говорят о том, что она эволюционировала весьма медленно, если вообще это делала. Ее значение изменилось не более чем на 20 процентов за последние семь миллиардов лет », — комментирует Бетлер. На карте также виден явный след связанного движения галактик к областям Вселенной, которые заполнены большим количеством материи (что вполне объясняется гравитацией).
В Гонконге объявлены лауреаты премии Шао (Shaw Prize), «азиатской Нобелевской премии», которая присуждается ежегодно за значительные открытия в области астрономии, математики, а также биологии и медицины. Премию за 2019 год получили Эдвард Стоун (Edward Stone), руководитель миссии «Вояджер», исследователь ДНК Мария Ясин (Maria Jasin), а также математик Мишель Талагран (Michel Talagrand), изучавший спиновые стекла, говорится в сообщении на сайте премии.