Teleskop z Arizony umożliwił stworzenie mapy, która już teraz jest największą trójwymiarową mapą Wszechświata, jaką posiadamy. A przegląd nieba ma potrwać pięć lat i dopiero się rozpoczął.
DESI, czyli Instrument Spektroskopowy Ciemnej Energii, efekt współpracy Lawrence Berkeley National Laboratory w Kalifornii z naukowcami z całego świata, w latach 2015-2019 został zainstalowany na teleskopie Mayalla w Narodowym Obserwatorium Kitt Peak na Pustyni Sonoran, 88 kilometrów na zachód od Tucson. Instrument ten prowadzi badania od mniej niż roku. Jego głównym zadaniem jest stworzenie największej dotychczas trójwymiarowej mapy Wszechświata, co z kolei ma pozwolić na lepsze zrozumienie ciemnej energii, tajemniczej siły, która przyspiesza ekspansję kosmosu.
Na zdjęciu: Widok Obserwatorium Kitt Peak w 1988 roku z kopuły 4-metrowego teleskopu Nicholasa U. Mayalla (Wikipedia/
Ta największa dotąd, choć jedynie wstępna taka mapa Wszechświata w 3D powstała już teraz, krótko po rozpoczęciu projektu. Nowa mapa wyznacza położenia ponad 7,5 miliona galaktyk, znacznie przekraczając poprzedni rekord, który wynosił około 930 000 galaktyk i został ustanowiony przez przegląd Sloan Digital Sky Survey w 2008 roku.
Mapa prezentuje największe struktury kosmiczne. W ich obrębie można znaleźć dawne odciski (ślady) bardzo wczesnego Wszechświata i historię jego ekspansji. Dotyczy to także ciemnej materii i energii. Naukowcy mają nadzieję, że zrozumienie działania ciemnej energii może im pomóc w ustaleniu ostatecznego losu Wszechświata.
Jest w tym sporo piękna – mówi Julien Guy, fizyk z Berkeley Lab pracujący nad projektem. W rozkładzie galaktyk na mapie 3D są ogromne skupiska, włókna i puste przestrzenie.
Projekt DESI gromadzi spektroskopowe obrazy milionów galaktyk rozmieszczonych na około jednej trzeciej nieba. Badając widmo barwne światła dla każdej z tych galaktyki, uczeni mogą określić, jak bardzo światło to zostało przesunięte ku czerwieni – czyli przesunięte w kierunku czerwonego końca widma elektromagnetycznego światła na skutek efektu Dopplera spowodowanego rozszerzaniem się Wszechświata. Ogólnie rzecz biorąc, im większy jest taki redshift danej galaktyki, tym szybciej się ona od nas oddala i tym dalej znajduje się od obserwatorów na Ziemi.
Obecnie Wszechświat jest bardzo duży. Rozciąga się na co najmniej 92 miliardy lat świetlnych. A to z kolei więcej niż najdalsze odległości, które jesteśmy dziś w stanie zaobserwować. Naukowcy biorący udział w projekcie DESI mają jednak nadzieję, że ich trójwymiarowa mapa ujawni „głębię” nieba i pomoże w ustaleniu lokalizacji gromad i supergromad galaktyk. Z uwagi na to, że struktury te noszą w sobie echa początków swojego formowania się, zapisane na kształt zmarszczek w bardzo młodym kosmosie, badacze zamierzają wykorzystać te dane do określenia historii ekspansji Wszechświata oraz jego ostatecznego przeznaczenia.
Naszym celem jest zmierzenie śladu takich fal pojawiających się w pierwotnej plazmie – dodaje Guy. To zdumiewające, że możemy faktycznie wykrywać efekt tych fal miliardy lat później, i to tak szybko w toku naszych badań.
Na zdjęciu: Ślady gwiazd widoczne nad 4-metrowym teleskopem Nicholasa U. Mayalla w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Źródło: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
Obliczenia sugerują obecnie, że ciemna energia stanowi około 70% całkowitej energii w obserwowalnym kosmosie. Efekty oddziaływania materii z ciemną energią są dziś uznawane za stałą kosmologiczną, którą Albert Einstein zawarł w swojej Ogólnej Teorii Względności. Zrozumienie ciemnej energii jest zatem jednym z najważniejszych celów naukowych współczesnej fizyki.
Co więcej, wiele wskazuje na to, że w miarę rozszerzania się Wszechświata powstaje coraz więcej ciemnej energii, co przyspiesza jego dalszą ekspansję. I ostatecznie to właśnie wpływ ciemnej energii określi przyszłość kosmosu: czy będzie się on rozszerzał w nieskończoność, czy też zapadnie się ponownie w czymś w rodzaju odwróconej wersji Wielkiego Wybuchu.
DESI kataloguje obecnie przesunięcia ku czerwieni dla około 2,5 miliona galaktyk na miesiąc. Zespół planuje zakończyć tworzenie dużej mapy przeglądowej 3D w 2026 roku, a do tego czasu teleskop zaobserwuje około 35 milionów galaktyk.
Czytaj więcej:
Źródło: Space.com
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: Na tym trójwymiarowym skanie Wszechświata rozmiar Ziemi jest pokazany w lewym dolnym rogu. Patrzymy w kierunku gwiazdozbiorów Panny, Węża i Herkulesa, na odległość ponad 5 miliardów lat świetlnych. Każdy kolorowy punkt reprezentuje galaktykę, która składa się ze 100 miliardów do biliona gwiazd. Grawitacja łączy te galaktyki w struktury zwane kosmiczną siecią, z gęstymi skupiskami, włóknami i pustymi przestrzeniami. Źródło: D. Schlegel / Berkeley Lab / DESI
