Astrofizicienii care studiază extinderea Universului cu cele mai mari cataloage de galaxie asamblate vreodată au apărut într-o epocă interesantă a cosmologiei de precizie. Săptămâna trecută, Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a emis publicarea finală a datelor publice, iar oamenii de știință care lucrează în cel mai mare program al său, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) și-au prezentat rezultatele finale la reuniunea American Astronomical Society din Seattle, Washington.
Prin cartografierea a peste 10.000 de grade pătrate - 25% din cer - BOSS „măsoară expansiunea accelerată a universului nostru cu cel mai mare sondaj extragalactic redshift din lume”, potrivit directorului SDSS-III, Daniel Eisenstein, al Centrului pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian. Rezultatele BOSS includ măsurători noi și precise ale vitezei de expansiune a universului (numită „constantă Hubble”) și a densității materiei, care include materie întunecată, stele, gaz și praf.
BOSS și-a efectuat observațiile la telescopul Sloan Foundation de 2,5 metri la Apache Point Observatory din New Mexico, producând spectre și poziții spațiale pentru 1,5 milion galaxii și 300.000 de cvasari într-un volum echivalent cu un cub cu lungimea de 8,5 miliarde de ani-lumină pe o parte (vezi imaginea de mai sus). Astronomii au folosit acest set de date bogat pentru a cartografia distribuțiile obiectelor și pentru a detecta scara caracteristică imprimată de oscilațiile acustice ale barionului în universul timpuriu. Undele sonore se propagă spre exterior cu timpul, precum ondulările care se răspândesc într-un iaz și sunt indicate printr-un semnal de aglomerare pe scară largă în pozițiile galaxiilor unele față de altele (a se vedea ilustrația de mai jos). Analizând acest semnal în momente diferite, este posibil să studiem comportamentul misterioasei „energii întunecate” provocând expansiunea accelerată a universului.
În rezultatele finale ale BOSS, sute de oameni de știință din colaborarea internațională au măsurat această scară cu o precizie fără precedent. În special, Ashley Ross de la Universitatea de Stat din Ohio a prezentat rezultate care au demonstrat puterea de a combina o analiză a distribuțiilor transversale și linii de vedere ale galaxiilor. Într-o lucrare a lui Eric Aubourg și colaboratori, astronomii BOSS au măsurat scara distanței cosmice a galaxiilor din universul „local” și al cvasarilor din universul distanței cu erori sistematice impresionant de mici - la mai puțin de nivelul de 1% - atunci când sunt combinate cu microunde cosmice constrângerile de fond. Analiza cosmologică a acestora determină o măsurare a constantei Hubble și a densității materiei universului, în concordanță cu o cosmologie „plată” a materiei întunecate reci, cu o constantă cosmologică (vezi mai jos). Modelele cosmologice incluzând curbura, evoluția energiei întunecate sau neutrinii masivi nu sunt complet excluse, dar sunt mai puțin susținute de date decât înainte. Alte rezultate din colaborare vor fi transmise spre publicare în lunile următoare.
Setul de date BOSS „reprezintă standardul de aur în cartografierea rețelei de galaxii care cuprinde structura pe scară largă a Universului ... Datele ne permit să urmărim, cu o precizie mai mare ca niciodată, prezența energiei întunecate, comportamentul gravitației. pe scări cosmice și efectul neutrinilor masivi ”, spune Chris Blake, de la Universitatea Swinburne, neafiliat colaborării.
Unde va merge echipa BOSS de aici? Colaborarea a început activitatea pe SDSS-IV, a cărei misiune de șase ani include un sondaj ambițios extins BOSS (eBOSS). Potrivit coordonatorului eBOSS Targeting, Jeremy Tinker, de la Universitatea New York, observațiile eBOSS de peste 700.000 de cvasari vor măsura cu precizie scara distanței „la un regim de redshift mult mai ridicat, care nu este acoperit de sondajele actuale la scară largă.”
Puteți citi mai multe despre BOSS și actualizări despre celelalte trei componente ale SDSS în articolul nostru anterior aici.
Site-ul SDSS
(Dezvăluire completă: Ramin Skibba a fost membru al colaborării BOSS în perioada 2010-2012.)
