Znanstveniki so v okviru projekta Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) oblikovali doslej največjo 3-dimenzionalno karto oddaljenih predelov vesolja. V ta namen so "uporabili" svetlobo iz 14.000 kvazarjev - supermasivnih črnih lukenj v središčih več milijard svetlobnih let oddaljenih galaksij.
Zemljevid je prvi večji rezultat raziskave Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), največje raziskave znotraj projekta SDSS-III, katere glavni koordinator je David Schlegel iz Lawrence Berkeley National Laboratory. Ogromno novo karto je na aprilskem sestanku American Physical Society v Anaheimu predstavil Anže Slosar iz Brookhaven National Laboratory.
Raziskava BOSS predstavlja prvi poskus, da bi akustične oscilacije barionov uporabili kot natančno orodje za merjenje temne energije. Barionske oscilacije so povezane z razporeditvijo snovi v vesolju, ta pa je dejanski pokazatelj razvoja vesolja. Do zdaj so 3-D karte, ki prikazujejo te oscilacije, temeljile na porazdelitvi vidnih galaksij v naši okolici. BOSS pa je prva raziskava, ki razskuje tudi porazdelitev medgalaktičnega vodika, in sicer s pomočjo oddaljenih kvazarjev, katerih svetlobo proizvajajo supermasivne črne luknje v središčih aktivnih galaksij.
"Kvazarji so najsvetlejši objekti v vesolju, katerih svetlobo uporabljamo za osvetlitev vodikovega plina, ki zapolnjuje predele vesolja med njimi in nami," razlaga Slosar. "Vidimo lahko sence teh predelov in podrobnosti v teh sencah." Natančneje, opazujemo značilno absorbcijo v spektrih kvazarjev, znano kot Lymanova alfa serija. "To nam omogoča, da vidimo, kako je plin razporejen vzdolž poti svetlobe. Najbolj neverjetna stvar je, da lahko na tak način vidimo daleč v vesolje, kjer merjenje pozicije ogromnega števila posameznih galaksij ni več smiselno," še pravi.
"BOSS je prvi poskus uporabe Lymanove alfa serije za merjenje temne energije," je povedal glavni raziskovalec Schlegel. "Ker ima teleskop Sloan široko vidno polje, svetloba oddaljenih kvazarjev pa je zelo šibka, smo dolgo časa dvomili, da je taka meritev sploh mogoča."
Nova karta, na kateri so prikazani podatki opazovanj 14.000 kvazarjev, ki so jih na teleskopu Sloan na observatoriju Apache Point opravili v prvem letu predvidoma 5-letne raziskave, prikazuje, da je dejansko mogoče zaznati razlike v gostoti medgalaktičnega vodikovega plina na kozmoloških razdaljah in posledično meriti učinke temne energije na teh razdaljah.
Anže Slosar, ki vodi delovno skupino kozmologov znotraj raziskave BOSS, pravi, da so sicer v preteklosti že opravili podobne meritve z opazovanjem posameznih kvazarjev ali manjših skupin, "vendar so nam te dale le eno-dimenzionalno informacijo o fluktuacijah gostote snovi vzdolž poti svetlobe. Do sedaj še ni nihče izvedel opazovanja zadostnega števila kvazarjev, da bi lahko narisali 3-dimenzionalno porazdelitev snovi."
Razdalje, do katerih je bilo mogoče opazovati in so vrisane na novi karti, ustrezajo zgodnjim časom v razvoju vesolja, ko je bila porazdelitev snovi še skoraj homogena. Kakršnikoli učinki temne energije, ki bi jih zaznali v tako zgodnjem vesolju, bi morda že prinesli odgovore na vprašanja o njeni naravi.
Izraz "akustične oscilacije barionov" je okrajšava kozmologov za periodične zgostitve (oscilacije) snovi (barionov), ki izhaja iz tlačnih (akustičnih) valov, ki so se širili po vročem, neprozornem, tekočini-podobnem mladem vesolju. Tlačne razlike so privedle do razlik v gostoti snovi in pustile svoj odtis kot majhne spremembe v temperaturi kozmičnega mikrovalovnega sevanja. Kasneje so se v gostejših predelih, ki so nastali zaradi tlačnih valov, začele tvoriti galaksije, okrog njih pa se je kopičila preostala snov. Informacije o prvotnih akustičnih valovih se tako skrivajo v mreži podobni strukturi vesolja, praznini med jatami galaksij in razliki v gostoti medgalaktičnega vodikovega plina.
Povzeto po: Lawrence Berkeley National Laboratory