אשראי תמונה: SDSS
אסטרונומים מסקר השמיים הדיגיטליים Sloan אספו נתונים לבניית מפה תלת מימדית מדויקת המפרטת את אשכולות הגלקסיות והחומר האפל. צוות SDSS - 200 אסטרונומים ב -13 מדינות - מדד את היקום כך שהוא מכיל 70% אנרגיה אפלה (כוח מסתורי הדוחה גלקסיות זה מזה), 25% חומר אפל ו -5% חומר רגיל.
אסטרונומים מהסקר של Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ביצעו את המדידה המדויקת ביותר עד כה לאשכול הקוסמי של גלקסיות וחומר אפל, ומשכלל את הבנתנו את מבנה היקום והתפתחותו.
"מתחילת הפרויקט בסוף שנות ה -80, אחת המטרות העיקריות שלנו הייתה מדידה מדויקת של האופן שבו גלקסיות מתקבצות תחת השפעת כוח הכבידה", הסביר ריצ'רד קרון, מנהל SDSS ופרופסור מאוניברסיטת שיקגו.
דובר פרויקט SDSS, מייקל שטראוס מאוניברסיטת פרינסטון ואחד המחברים המובילים במחקר החדש, פירט כי: "תבנית אשכול זו מקודדת מידע אודות חומר בלתי נראה המושך את הגלקסיות והן על תנודות הזרעים שעלו מהמפץ הגדול."
הממצאים מתוארים בשני מאמרים שהוגשו לכתב העת Astrophysical ולסקירה הפיזית D; הם יכולים להימצא באתר האינטרנט של preprint הפיזיקה, www.arXiv.org, ב- 28 באוקטובר.
משטחי מיפוי
המודל הקוסמולוגי המוביל קורא להתרחבות מהירה של המרחב המכונה אינפלציה, שהמתח תנודות קוונטיות מיקרוסקופיות בעקבות הלחץ הלוהט של המפץ הגדול למאזניים עצומים. לאחר סיום האינפלציה, כוח הכבידה גרם לתנודות זרעים אלה לצמוח לגלקסיות ולדפוסי ההתקבצות של הגלקסיות שנצפו ב- SDSS.
תמונות של תנודות זרעים אלה שוחררו מפברואר במבחן האיסוטרופיה במיקרוגל (WMAP) של ווילקינסון, אשר מדד את התנודות בקרינת השרידים מהיקום הקדום.
"ערכנו את המפה התלת ממדית הטובה ביותר של היקום עד כה, ומיפטנו למעלה מ -200,000 גלקסיות במרחק של שני מיליארד שנות אור מעל שישה אחוזים מהשמים", אמר מחבר מוביל אחר של המחקר, מייקל בלנטון מאוניברסיטת ניו יורק. דפוסי הצבירה בכבידה במפה זו חושפים את איפור היקום מהשפעות הכבידה שלו, ובאמצעות שילוב המדידות שלהם עם זה מ- WMAP, צוות SDSS מדד את החומר הקוסמי שיורכב מ -70 אחוז אנרגיה כהה, 25 אחוז חומר אפל וחמישה אחוזים עניין רגיל.
ה- SDSS הוא שני סקרים נפרדים באחד: גלקסיות מזוהות בתמונות דו מימדיות (מימין), ואז נקבע המרחק שלהן מהספקטרום שלהן כדי ליצור 2 מיליארד מפת תלת-ממד עמוקה (משמאל) בה כל גלקסיה מוצגת כנקודה אחת, צבע המייצג את הזוהר - זה מראה רק את 66,976 שלנו מתוך 205,443 גלקסיות במפה שנמצאות בסמוך למישור קו המשווה של כדור הארץ. (לחץ לקבלת jpg ברזולוציה גבוהה, גרסה ללא שורות.)
הם גילו שנייטרינו לא יכול להיות מרכיב עיקרי בחומר האפל, תוך שהם מכנים את האילוצים החזקים ביותר עד כה על המסה שלהם. לבסוף, מחקר SDSS מצא כי הנתונים תואמים את התחזיות המפורטות של מודל האינפלציה.
אישור קוסמטי
מספרים אלה מספקים אישור רב עוצמה של אלה המדווחים על ידי צוות WMAP. הכללת הממצאים החדשים של SDSS מסייעת בשיפור דיוק המדידה, יותר מחציית הוודאות מ- WMAP לגבי צפיפות החומר הקוסמי ועל פרמטר האבל (קצב ההתרחבות הקוסמית). יתר על כן, המדידות החדשות מסכימות היטב עם התוצאות החדישות הקודמות ששילבו WMAP עם סקר משמרת האדום האוסטרלית 2dF בגלקסיה.
"גלקסיות שונות, מכשירים שונים, אנשים שונים וניתוחים שונים - אבל התוצאות מסכימות", אומר מקס טגמרק מאוניברסיטת פנסילבניה, המחבר הראשון בשני העיתונים. "טענות חריגות דורשות ראיות בלתי רגילות", אומר טגמארק, "אך כעת יש לנו עדויות יוצאת דופן לחומר אפל ואנרגיה אפלה וצריך לקחת אותן ברצינות, לא משנה עד כמה הן נראות מטרידות."
תוצאות SDSS החדשות (נקודות שחורות) הן המדידות המדויקות ביותר עד כה לאופן בו צפיפות היקום משתנה ממקום למקום בסולמות של מיליוני שנות אור. מדידות קוסמולוגיות אלה ואחרות מסכימות עם התחזית התיאורטית (עקומה כחולה) ליקום המורכב מ 5% אטומים, 25% חומר אפל ו -70% אנרגיה כהה. ככל שקנה המידה על המאזניים גדולים יותר כך היקום נראה אחיד יותר. (לחץ לקבלת jpg ברזולוציה גבוהה, ללא גרסת סלסולים.)
"האתגר האמיתי הוא כעת להבין מהם החומרים המסתוריים הללו למעשה", אמר מחבר אחר, דייוויד וויינברג מאוניברסיטת אוהיו.
מיזוג בקנה מידה גדול של SDSS
SDSS הוא הסקר האסטרונומי השאפתני ביותר שנערך אי פעם, ובו למעלה מ- 200 אסטרונומים ב -13 מוסדות ברחבי העולם.
"SDSS הוא באמת שני סקרים באחד", הסביר מדען הפרויקט ג'יימס גאן מאוניברסיטת פרינסטון. בערבים הבתוליים ביותר, SDSS משתמש במצלמת CCD רחבה (שנבנתה על ידי גאן וצוותו באוניברסיטת פרינסטון ומקי סקיגוצ'י מקבוצת ההשתתפות ביפן) כדי לצלם את שמי הלילה בחמישה פסי גל רחבים במטרה לקבוע המיקום והבהירות המוחלטת של יותר ממאה מיליון חפצי שמים ברבע מהשמים כולה. עם השלמתה, המצלמה הייתה הגדולה ביותר שנבנתה אי פעם למטרות אסטרונומיות, ואיספה נתונים בקצב של 37 ג'יגה-בייט לשעה.
בלילות עם כיסוי ירח או כיסוי ענן עדין מוחלפת מצלמת ההדמיה בזוג ספקטרוגרפים (שנבנו על ידי אלן אומוטו וצוותו באוניברסיטת ג'ונס הופקינס). הם משתמשים בסיבים אופטיים כדי להשיג ספקטרום (ובכך משמרות אדומות) של 608 עצמים בכל פעם. בניגוד לטלסקופים מסורתיים שבהם מחלקים לילות בקרב אסטרונומים רבים המבצעים מגוון תכניות מדעיות, הטלסקופ SDSS המיועד למטרה המיוחדת במצפה אפאצ'י פוינט בניו מקסיקו מוקדש אך ורק לסקר זה, כדי לפעול כל לילה ברור במשך חמש שנים. .
המהדורה הציבורית הראשונה שפורסמה מ- SDSS, המכונה DR1, הכילה כ -15 מיליון גלקסיות, עם מדידות מרחק מהאדום עבור יותר ממאה אלף מהן. כל המדידות בהן נעשה שימוש בממצאים שדווחו כאן יהיו חלק מהשחרור הנתונים השני, DR2, שיועמד לרשות הקהילה האסטרונומית בתחילת 2004.
שטראוס אמר כי ה- SDSS מתקרב לנקודת אמצע הדרך במטרתו למדוד מיליון גלקסיה ומשמרות אדומות של קוואזאר.
"ההתרגשות האמיתית כאן היא ששורות ראיות שונות מהרקע המיקרוגל הקוסמי (CMB), מבנה בקנה מידה גדול ותצפיות קוסמולוגיות אחרות נותנות לנו תמונה עקבית של יקום שנשלט על ידי אנרגיה אפלה וחומר אפל", אמר קבורק אבזג'יאן. במעבדת המאיץ הלאומי של פרמי והמעבדה הלאומית לוס אלמוס.
המקור המקורי: Sloan Digital Sky Survey News
