Астрофизики, изучающие расширение Вселенной с помощью самых больших из когда-либо собранных каталогов галактик, вступают в захватывающую эпоху точной космологии. На прошлой неделе Sloan Digital Sky Survey (SDSS) выпустил свой окончательный публичный выпуск данных, и ученые, работающие в его крупнейшей программе, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), также представили свои окончательные результаты на собрании Американского астрономического общества в Сиэтле, штат Вашингтон.
Картографируя более 10 000 квадратных градусов - 25% неба - BOSS «измеряет ускоренное расширение нашей вселенной с помощью крупнейшего в мире внегалактического обзора красных смещений», - утверждает директор SDSS-III Даниэль Эйзенштейн из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Результаты BOSS включают новые и точные измерения скорости расширения Вселенной (называемой «постоянной Хаббла») и плотности вещества, которая включает темную материю, звезды, газ и пыль.
BOSS провел свои наблюдения на 2,5-метровом телескопе Sloan Foundation в обсерватории Apache Point в Нью-Мексико, получив спектры и пространственные положения для 1,5 миллиона галактик и 300 000 квазаров в объеме, эквивалентном кубу с длиной 8,5 миллиардов световых лет на стороне (см. изображение выше). Астрономы использовали этот богатый набор данных, чтобы отобразить распределения объектов и обнаружить характерный масштаб, запечатленный акустическими колебаниями бариона в ранней Вселенной. Звуковые волны распространяются во времени, подобно ряби, распространяющимся в пруду, и обозначаются крупномасштабным группирующим сигналом в положениях галактик относительно друг друга (см. Иллюстрацию ниже). Анализируя этот сигнал в разное время, можно изучить поведение загадочной «темной энергии», вызывающей ускоряющееся расширение Вселенной.
В окончательных результатах BOSS сотни ученых в международном сотрудничестве измерили эту шкалу с беспрецедентной точностью. В частности, Эшли Росс из Университета штата Огайо представила результаты, которые продемонстрировали способность комбинировать анализ поперечного и линейного распределения галактик. В статье Эрика Оберга и его коллег астрономы BOSS измерили космическую шкалу расстояний галактик в «локальной» вселенной и квазаров в дистанционной вселенной с впечатляющими небольшими систематическими ошибками - на уровне менее 1% - в сочетании с космической микроволновой микроволновой фоновые ограничения. Их космологический анализ позволяет измерить постоянную Хаббла и плотность материи вселенной в соответствии с космологией «плоской» холодной темной материи с космологической постоянной (см. Ниже). Космологические модели, включая кривизну, развивающуюся темную энергию или массивные нейтрино, не полностью исключены, но в меньшей степени подтверждаются данными, чем раньше. Другие результаты сотрудничества будут представлены для публикации в ближайшие месяцы.
Набор данных BOSS «представляет золотой стандарт при составлении карты сети галактик, которая включает крупномасштабную структуру Вселенной ... Данные позволяют нам с большей точностью, чем когда-либо ранее, отслеживать присутствие темной энергии, поведение гравитации в космических масштабах и эффекте массивных нейтрино », - говорит Крис Блейк из университета Суинберна, не связанного с сотрудничеством.
Куда пойдет команда BOSS? Сотрудничество начало работу над SDSS-IV, шестилетняя миссия которого включает в себя масштабное расширенное исследование BOSS (eBOSS). По словам координатора таргетинга eBOSS Джереми Тинкера из Нью-Йоркского университета, наблюдения eBOSS над 700 000 квазаров точно измерят шкалу расстояний «при гораздо более высоком режиме красного смещения, который не охватывается текущими крупномасштабными съемками».
Вы можете прочитать больше о BOSS и обновлениях о трех других компонентах SDSS в нашей предыдущей статье здесь.
Веб-сайт SDSS
(Полное раскрытие: Рамин Скибба был участником сотрудничества BOSS в течение 2010-2012 гг.)
