Neue dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Universum.

Neue dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Universum.

Schwache Linsenuntersuchungen wie HSC bevorzugen ein etwas weniger solides Universum (links) als Plancks vorhergesagtes Modell (rechts). Es gibt einen kleinen, aber merklichen Unterschied in den Bildern.

Kürzlich ist es den Forschern gelungen, die tiefste dreidimensionale Karte der Verteilung der Materie im Weltraum zu veröffentlichen. Auf diese Weise können Sie die Genauigkeit der Einschränkungen für dunkle Energie mithilfe des Tests von Hyper Suprime-Cam (HSC) erhöhen.

Das moderne Universum ist ein ziemlich großer Ort. Der Raum hat sich in den letzten 14 Milliarden Jahren erweitert, indem er Galaxien und dunkle Materie durch die Schwerkraft verwebt und eine erstaunliche Landschaft mit Hohlräumen schafft. Schwerkraft anziehende Materie beeinflusst auch unsere Sicht auf astronomische Objekte. Wenn Licht von fernen Galaxien zur Erde gelangt, wird das Leuchten durch die Anziehungskraft anderer Objekte auf dem Weg gebeugt. Infolgedessen werden die beobachteten Galaxien aufgrund des Phänomens der Gravitationslinsenbildung verzerrt. In solchen Verzerrungen ist eine große Menge an Informationen verborgen, die ein besseres Verständnis der Verteilung der Materie im Universum und der Natur der Dunklen Energie ermöglichen.

Die HSC-Karte basiert auf Daten des japanischen Subaru-Teleskops und ermöglicht es Forschern, die Gravitationsverzerrung in Bildern von 10 Millionen Galaxien zu messen.

Neue dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Universum.

Links: Dreidimensionale Karte der Dunklen Materie des Universums, abgeleitet von einem der sechs HSC-Beobachtungsbereiche und im Hintergrund mit verschiedenen Blautönen dargestellt (helle Bereiche sind Dunkle Materie). Die Karte wurde aus den Verzerrungen der galaktischen Formen abgeleitet, die durch weiße Linien angezeigt werden. Ihre Länge überträgt die Stärke der Verzerrung und der Winkel entspricht der Richtung. Rechts: Messungen werden durch Licht von fernen Galaxien aktiviert, die das Universum durchqueren, und durch Materie, die in verschiedenen Epochen abweicht HSC scannt das nächstgelegene Universum in einer engeren, aber tiefen Form, wodurch es möglich ist, die schwächeren Galaxien zu untersuchen und eine klare Karte der Verteilung der dunklen Materie zu erstellen.

Die Forscher verglichen die neue Karte mit den von Plancks Satellitenbeobachtungen vorhergesagten Schwankungen. HSC-Messungen waren niedriger, aber das Planck-Modell war statistisch konsistent. Die Situation mit geringeren Ergebnissen lässt noch Zweifel aufkommen, ob sich die Dunkle Energie als Einsteins kosmologische Konstante verhält.

Neue dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Universum.

Kosmologische Einschränkungen des heutigen Universumsclusters (S8) werden anhand von Raumbeobachtungen zu unterschiedlichen Zeiten vorhergesagt. Die HSC-Messung wird rot angezeigt und gilt als eine der am weitesten entfernten Messungen mit schwacher Gravitationslinse. Sie sollten mit den Ergebnissen von Planck verglichen werden, die aus Beobachtungen der Hintergrundstrahlung im frühesten Universum und anderen modernen Experimenten KiDS und DES gewonnen wurden

Die Karte bietet ein vollständigeres Bild der vorhandenen dunklen Energie und enthüllt Details ihrer Eigenschaften sowie ihre Beteiligung an der Beschleunigung des räumlichen Expansionsprozesses. Das Messen der durch Gravitationslinsen verursachten Verzerrung ist schwierig. Tatsache ist, dass dieser Effekt gering ist und Verzerrungen in galaktischen Formen durch die Atmosphäre, das Teleskop und den Detektor erzeugt werden können. Um genaue Informationen zu erhalten, müssen Wissenschaftler sicherstellen, dass es bei allen Effekten nur um Linsen geht.

Neue dreidimensionale Karte der Dunklen Materie im Universum.

Untersuchungen zur Linsenbildung bevorzugen wie HSC ein viel weniger solides Universum als von Planck vorhergesagt. Die Bilder zeigen eine leichte, aber merkliche Abweichung zum Computermodell. Ist das eine statistische Schwankung? Astronomen sammeln weiterhin mehr Daten, um dieses Problem zu verstehen.

Aus diesem Grund erstellte das Team eine detaillierte Modellierung der Simulationsdaten für HSC auf der Grundlage von Bildern des Hubble-Weltraumteleskops. In diesen Simulationen ist es uns gelungen, Korrekturen an galaktischen Formen zu finden, um Formverzerrungen durch äußere Einflüsse zu beseitigen. Die Ergebnisse stammen aus dem ersten Jahr der HSC-Studiendaten. Im Allgemeinen sollte HSC Daten für 5 Jahre sammeln, um das Verhalten der Dunklen Energie noch besser aufzudecken und die Entwicklung von Galaxien und massiven galaktischen Clustern zu untersuchen.

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