Кредит зображення: Хаббл
Останні дані свідчать про те, що розширення Всесвіту насправді прискорюється - якась "темна енергія" відштовхує її. Астрономи, використовуючи дані, зібрані рентгенівською обсерваторією Чандра, встановили, що в різних галактичних скупченнях недостатньо речовини (як звичайної, так і темної речовини), щоб врахувати їх форму та положення, тому щось інше повинно мати ефект.
Схоже, Всесвіт пронизаний невидимою силою? темна енергія? це штовхає його все швидше і швидше. Проводячи дослідження червоного зміщення кластерів галактик, астрономи сподіваються дізнатися більше про цю таємничу силу, а також про будову та геометрію Всесвіту.
"Скупчення галактик складаються з тисяч галактик, які гравітаційно пов'язані у величезні структури", - сказав Джозеф Мор, професор астрономії з університету Іллінойсу. "Через розширення Всесвіту кластери виявляються щільнішими при великих червоних змінах, коли Всесвіт була молодшою і щільнішою".
Обстеження кластерних галактик, які досліджують Всесвіту з високим червоним зміщенням, потенційно можуть надати багату інформацію про кількість і характер темної матерії та темної енергії, - сказав Мор, який представить результати постійного дослідження кластерів галактик на засіданні Американське фізичне товариство, яке відбудеться в Альбукерке, штат Нью-Йорк, 20-23 квітня.
"Дотепер галактичні скупчення використовувались лише для вивчення темної речовини всесвіту", - сказав Мор. "Ми б виміряли загальну масу в галактичному скупченні, а потім визначили частку маси, яка була звичайною, баріонічною речовиною".
Ці вимірювання показали, що в геометрії Всесвіту недостатньо баріонічних і темних речовин. Зараз астрономи вважають, що Всесвіт розширюється з постійно зростаючою швидкістю, і в ньому панує таємнича темна енергія, яка повинна робити натиск.
"Наступний крок - спробувати з'ясувати деякі особливості темної енергії, такі як її рівняння стану", - сказав Мор. "Зобразуючи розподіл червоних зсувів галактичних кластерів, ми мали б змогу виміряти рівняння стану темної енергії, яке дало б важливі підказки щодо того, що це таке і як воно стало".
Мор використовує дані, зібрані рентгенівською обсерваторією Чандра НАСА для дослідження масштабування відносин? наприклад, залежність між масою та світністю чи розміром? галактичних скупчень і як вони змінюються за допомогою червоного зміщення. "Очікується, що ці масштабні відносини розвиватимуться червоним зміщенням, відображаючи зростаючу щільність Всесвіту в більш ранні часи", - сказав Мор.
Зокрема, Мохр? у співпраці з Джоном Карлстромом з Чиказького університету та вченими Каліфорнійського університету та Центром астрофізики Гарвард Смітсоніан? вивчає вплив гарячих електронів у кластерах галактики на космічний мікрохвильовий фон, післясвічення великого вибуху.
Скупчення галактик наповнені темною речовиною, галактиками та гарячим газом. Електрони в газі розсіюють протони і виробляють рентгенівські промені. Випромінювання рентгенівських променів зменшується із збільшенням червоного зміщення через більші відстані.
"Існує також тенденція, що електрони віддають частину своєї енергії фотонам космічного мікрохвильового фону, через що спектр чорних тіл трохи зміщується", - сказав Мор. "Отримане спотворення? називають ефектом Суньяєва-Зельдовича? з'являється як холодна пляма на космічному мікрохвильовому фоні на певних частотах. Оскільки це спотворення спектру, однак воно не тьмяне відстані, як рентгенівські промені ».
Порівнюючи випромінювання рентгенівського випромінювання та ефект Суняєва-Зельдовича, Мор може вивчити навіть слабкі кластери галактики з високим червоним зміщенням, які зараз недоступні іншими способами. Такі вимірювання, що корелюють розподіл червоного зміщення кластера галактики, структуру та просторовий розподіл, повинні визначати рівняння стану темної енергії і, отже, допомагати визначити суть темної енергії.
"У контексті нашого стандартного сценарію формування структури галактичні дослідження забезпечують вимірювання геометрії Всесвіту та природи темної речовини та темної енергії", - сказав Мор. "Але, щоб правильно інтерпретувати ці опитування, ми повинні спершу зрозуміти, як змінюється структура кластерів галактик, коли ми дивимось назад у часі".
Оригінальне джерело: Новини UIUC
