Kuvahyvitys: Hubble
Viimeaikaiset todisteet näyttävät osoittavan, että maailmankaikkeuden laajeneminen todella kiihtyy - jonkinlainen ”pimeä energia” ajaa sen erilleen. Tähtitieteilijät, jotka käyttävät Chandra-röntgen observatorion keräämiä tietoja, ovat todenneet, että erilaisissa galaktisissa klustereissa ei ole riittävästi ainetta (sekä normaalia että tummaa ainetta) niiden muodon ja sijainnin huomioon ottamiseksi, joten jollain muulla on oltava vaikutus.
Universumi näyttää tunkeutuvan näkymättömän voiman kanssa? tumma energia? se ajaa sen toisistaan nopeammin ja nopeammin. Suorittamalla punasiirtotutkimuksia galaksiklusterista, tähtitieteilijät toivovat oppivansa enemmän tästä salaperäisestä voimasta ja maailmankaikkeuden rakenteesta ja geometriasta.
"Galaktiklusterit koostuvat tuhansista galakseista, jotka on sidottu painovoimaisesti suuriin rakenteisiin", kertoi Illinoisin yliopiston tähtitieteen professori Joseph Mohr. "Universumin laajentumisen vuoksi klusterit näyttävät tiheämmiltä suuremmissa punasiirtoissa, kun maailmankaikkeus oli nuorempi ja tiheämpi."
Galaxy-klusteritutkimukset, jotka koettelevat voimakkaasti punasiirtyvää universumia, voivat tarjota runsaasti tietoa sekä tumman aineen että tumman energian määrästä ja luonteesta, sanoi Mohr, joka esittelee jatkuvan galaksiklusteritutkimuksen tulokset American Physical Society, joka pidetään Albuquerque, NM, 20.-23. Huhtikuuta.
"Tähän asti galaksi-klustereita on käytetty vain tutkimaan maailmankaikkeuden pimeän ainekomponenttia", Mohr sanoi. "Mittaaisimme kokonaismassan galaksiklusterissa ja määrittäisimme sitten massaosuuden, joka oli tavallinen, baryoninen aine."
Nämä mittaukset ovat osoittaneet, ettei baryonista ja tummaa ainetta ole riittävästi maailmankaikkeuden geometrian huomioon ottamiseksi. Tähtitieteilijät uskovat nyt, että maailmankaikkeus kasvaa jatkuvasti kasvavalla nopeudella, ja sitä hallitsee salaperäinen tumma energia, jonka täytyy suorittaa työntäminen.
"Seuraava askel on yrittää selvittää joitain tumman energian erityispiirteitä, kuten sen tilayhtälö", Mohr sanoi. "Kartoittamalla galaksiklusterien punasiirtymän jakaumaa, meidän pitäisi pystyä mittaamaan pimeän energian tilan yhtälö, joka tarjoaisi joitain tärkeitä vihjeitä siitä mitä se on ja miten se tuli."
Mohr käyttää NASA: n Chandran röntgen observatorion keräämiä tietoja skaalaussuhteiden tutkimiseen? kuten massan ja valoisuuden tai koon välinen suhde? galaksiklusterien lukumäärästä ja kuinka ne muuttuvat punaisella siirrolla. "Näiden skaalaussuhteiden odotetaan kehittyvän punasiirtymän myötä, mikä heijastaa maailmankaikkeuden kasvavaa tiheyttä aikaisempina aikoina", Mohr sanoi.
Erityisesti Mohr? yhteistyössä Chicagon yliopiston John Carlstromin ja Kalifornian yliopiston ja Harvard Smithsonian Astrophysics Centerin tutkijoiden kanssa? tutkii galaktiklusterien kuumien elektronien vaikutusta kosmisen mikroaaltotaustaan, ison bangin jälkivaloon.
Galaktiklusterit ovat täynnä tummaa ainetta, galakseja ja kuumaa kaasua. Kaasun elektronit siruttavat protonit ja tuottavat röntgensäteitä. Röntgensäteiden säteily vähenee suuremmalla punasiirtymällä, koska mukana olevat suuret etäisyydet.
"On myös taipumus, että elektronit antavat osan energiastaan kosmisen mikroaaltotaustan fotoneille, mikä aiheuttaa mustan kappaleen spektrin siirtymisen hiukan", Mohr sanoi. ”Seurauksena vääristyminen? kutsutaan Sunyaev-Zeldovich vaikutus? näkyy kylmänä kohkona kosmisessa mikroaaltotaustassa tietyillä taajuuksilla. Koska tämä on spektrin vääristymä, se ei kuitenkaan himmene etäisyydellä kuin röntgenkuvat. "
Vertaamalla röntgensäteilyä ja Sunyaev-Zeldovich -vaikutusta Mohr voi tutkia jopa heikkoja, voimakkaan punasiirtymän omaavia galaksi-klustereita, joihin tällä hetkellä ei pääse muita tapoja. Tällaisten mittausten, jotka korreloivat galaksiklusterin punasiirtojakauman, rakenteen ja alueellisen jakauman kanssa, pitäisi määrittää pimeän energian tilan yhtälö ja siksi auttaa määrittelemään pimeän energian olemus.
"Vakiona tapahtuvan rakenteenmuodostusskenaariossa galaksitutkimukset tarjoavat mittoja maailmankaikkeuden geometriasta ja pimeän aineen luonteesta ja tummasta energiasta", Mohr sanoi. "Jotta näitä tutkimuksia voidaan tulkita oikein, meidän on ensin ymmärrettävä, kuinka galaksiklusterien rakenteet muuttuvat, kun katsomme taaksepäin taaksepäin."
Alkuperäinen lähde: UIUC-lehdistötiedote
