Astrofysiikot, jotka tutkivat maailmankaikkeuden laajentumista kaikkien aikojen suurimpien galaksiluetteloiden avulla, aloittavat mielenkiintoisen tarkkuuskosmologian aikakauden. Viime viikolla Sloan Digital Sky Survey (SDSS) julkaisi lopullisen julkisen tiedotteensa, ja sen suurimmassa ohjelmassa, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), työskentelevät tutkijat esittelivät lopulliset tuloksensa myös Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran kokouksessa Seattlessa, Washingtonissa.
Kartoittamalla yli 10 000 neliöastetta - 25% taivaasta - BOSS "mittaa maailmankaikkeuden kiihtyneen laajentumisen maailman suurimmalla extragalaktisella punasiirtotutkimuksella", toteaa SDSS-III: n johtaja Daniel Eisenstein Harvardin ja Smithsonianin astrofysiikan keskuksesta. BOSS-tulokset sisältävät uusia ja tarkkoja mittoja maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta (kutsutaan ”Hubble-vakiona”) ja ainetiheydestä, joka sisältää tumman aineen, tähdet, kaasun ja pölyn.
BOSS suoritti havainnot 2,5 metrin Sloan-säätiön teleskoopilla Apache Pointin observatoriossa, New Mexico, tuottaen spektrit ja alueelliset sijainnit 1,5: lle. miljoona galaksit ja 300 000 kvasaria tilavuudella, joka vastaa kuutiota, jonka pituus on 8,5 miljardia valovuotta sivulla (katso kuva yllä). Tähtitieteilijät käyttivät tätä runsasta aineistoa esineiden jakaumien kartoittamiseen ja baryonien akustisten värähtelyjen aikaisen universumin tunnusomaisen asteikon havaitsemiseen. Ääniaallot leviävät ajan myötä ulospäin, kuten lampiossa leviävät aallot, ja ne ilmaistaan laajamittaisella klusterointisignaalilla galaksien sijainneissa toisiinsa nähden (katso alla oleva kuva). Analysoimalla tätä signaalia eri aikoina on mahdollista tutkia salaperäisen ”pimeän energian” käyttäytymistä, joka aiheuttaa maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen.
BOSS: n lopputuloksissa sadat kansainvälisen yhteistyön tutkijat mittasivat tämän asteikon ennennäkemättömällä tarkkuudella. Erityisesti Ashley Ross Ohion osavaltion yliopistosta esitteli tulokset, jotka osoittivat voiman yhdistää galaksien poikittais- ja näkölinjajakauman analyysi. Eric Aubourgin ja yhteistyökumppaneiden kirjoituksessa BOSS-tähtitieteilijät mittasivat ”paikallisen” maailmankaikkeuden galaksien ja etäisyysuniversumin kvasarien kosmisen etäisyyden asteikon vaikuttavasti pienillä systemaattisilla virheillä - alle 1%: n tasolla - yhdistettynä kosmiseen mikroaaltoon taustarajoitukset. Heidän kosmologinen analyysi tuottaa Hubble-vakion ja maailmankaikkeuden ainetiheyden mittauksen, joka on yhdenmukainen ”tasaisen” kylmän pimeän aineen kosmologian kanssa kosmologisen vakion kanssa (katso alla). Kosmologisia malleja, mukaan lukien kaarevuus, kehittyvä pimeä energia tai massiiviset neutriinot, ei suljeta kokonaan pois, mutta tiedot tukevat niitä aiempaa vähemmän. Muut yhteistyön tulokset toimitetaan julkaistavaksi tulevina kuukausina.
BOSS-tietoaineisto edustaa kultastandardia galaksien verkon kartoittamisessa, joka käsittää maailmankaikkeuden laaja-alaisen rakenteen. Tietojen avulla voimme jäljittää entistä tarkemmin kuin koskaan ennen tumman energian läsnäoloa, painovoiman käyttäytymistä kosmisissa mittakaavoissa ja massiivisten neutriinojen vaikutuksesta ”, sanoo Chris Blake Swinburne Universitystä, joka ei ole sidoksissa yhteistyöhön.
Mistä BOSS-joukkue lähtee täältä? Yhteistyö on alkanut SDSS-IV: n parissa, jonka kuuden vuoden tehtävään kuuluu kunnianhimoinen laajennettu BOSS (eBOSS) -tutkimus. EBOSS-kohdistuskoordinaattorin Jeremy Tinkerin mukaan New Yorkin yliopistosta eBOSS-havainnot yli 700 000 kvasaarista mittaavat tarkalleen etäisyysasteikon “paljon korkeammalla punasiirtojärjestelmällä, jota nykyiset laajat tutkimukset eivät kata”.
Voit lukea lisää BOSS: stä ja päivityksistä kolmeen muuhun SDSS-komponenttiin edellisessä artikkelissamme täällä.
SDSS-verkkosivusto
(Täydellinen ilmoitus: Ramin Skibba oli ollut mukana BOSS-yhteistyössä vuosina 2010-2012.)
