Расположенный в самой южной точке на Земле, Южный полюсный телескоп шириной 280 метров и шириной 10 метров помог астрономам разгадать природу темной энергии и сосредоточиться на реальной массе нейтрино - неуловимых субатомных частиц, которые пронизывают Вселенную и до совсем недавно считалось, что они совершенно не поддаются измерению.
Финансируемый NSF Южный полюсный телескоп (SPT) специально разработан для изучения секретов темной энергии, силы, которая якобы движет непрерывное (и, очевидно, все еще ускоряющееся) расширение Вселенной. Его способности наблюдения миллиметровых волн позволяют ученым изучать космический микроволновый фон (CMB), который пронизывает ночное небо с эхом Большого взрыва в 14 миллиардов лет.
На отпечаток CMB накладываются силуэты далеких скоплений галактик - одних из самых массивных структур, формируемых во Вселенной. Обнаружив эти кластеры и отобразив их движения с помощью SPT, исследователи смогут увидеть, как темная энергия - и нейтрино - взаимодействуют с ними.
«Нейтрино являются одними из самых распространенных частиц во вселенной», - сказал Брэдфорд Бенсон, экспериментальный космолог из Института космологической физики Чикагского университета Кавли. «Около одного триллиона нейтрино проходит через нас каждую секунду, хотя вы вряд ли заметите их, потому что они редко взаимодействуют с« нормальным »веществом».
Если бы нейтрино были особенно массивными, они оказали бы влияние на крупномасштабные скопления галактик, наблюдаемые с помощью SPT. Если бы у них не было массы, не было бы никакого эффекта.
Однако результаты команды сотрудничества SPT находятся где-то посередине.
Даже при том, что только 100 из 500 кластеров, идентифицированных к настоящему времени, были обследованы, команда смогла установить достаточно надежный предварительный верхний предел для массы нейтрино - опять же, частицы, которые, как предполагалось, имели нет масса.
Предыдущие испытания также установили нижний предел для массы нейтрино, таким образом, сужая ожидаемую массу субатомных частиц до 0,05 - 0,28 эВ (электрон-вольт). Как только опрос SPT будет завершен, команда ожидает получить еще более уверенный результат масс частиц.
«С полным набором данных SPT мы сможем наложить чрезвычайно жесткие ограничения на темную энергию и, возможно, определить массу нейтрино», - сказал Бенсон.
«Мы должны быть очень близки к уровню точности, необходимому для обнаружения масс нейтрино», - отметил он позже в электронном письме в журнал Space.
Такие точные измерения не были бы возможны без телескопа Южного полюса, который благодаря своему уникальному расположению может наблюдать темное небо в течение очень длительных периодов времени. Антарктида также предлагает SPT стабильную атмосферу, а также очень низкий уровень водяного пара, который в противном случае мог бы поглощать слабые сигналы миллиметрового диапазона.
«Южный полюсный телескоп оказался венцом астрофизических исследований, проводимых NSF в Антарктике», - сказал Владимир Папиташвили, директор программы по антарктической астрофизике и геокосмическим наукам в Управлении полярных программ NSF. «С тех пор, как телескоп получил« первый свет »17 февраля 2007 года, он выпустил около двух десятков рецензируемых научных публикаций. SPT - очень сфокусированный, хорошо управляемый и удивительный проект».
Выводы команды были представлены Брэдфордом Бенсоном на собрании Американского физического общества в Атланте 1 апреля.
