Астрофизики построили крупнейшую трехмерную карту галактик

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. 

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).