Астрономы завершили создание самой большой в истории трехмерной карты Вселенной

Фото из открытых источников

После наблюдения за участком неба вблизи Полярной звезды прошлой ночью астрономы завершили создание самой большой карты Вселенной за всю историю. Карта, составленная за последние 5 лет с помощью спектроскопического прибора для исследования темной энергии (DESI), отображает в общей сложности 47 миллионов галактик. Это на 13 миллионов галактик больше, чем планировалось изначально: это стало возможным благодаря способности DESI составлять карты галактик на северном небе с беспрецедентной скоростью.

Цель проекта DESI — поиск ряби в распределении галактик на разных расстояниях от Земли, которая позволяет астрономам определить скорость расширения Вселенной в разные моменты времени под воздействием неизвестной силы, называемой темной энергией. Более ранние данные DESI указывали на то, что эта сила изменялась совершенно неожиданным образом, что свидетельствует о возможном отсутствии постоянной величины темной энергии. В результате исследователи с нетерпением ждут анализа этой последней карты. «В прошлом году промежуточные результаты DESI вызвали большой ажиотаж», — говорит космолог Бхувнеш Джайн из Университета Пенсильвании.

Для осуществления этой картографической работы DESI переоборудовала существующий телескоп, 4-метровый телескоп Николаса У. Мэйалла в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, и заменила его камеру инструментом, который улавливает входящий свет с помощью концов 5000 оптических волокон. По мере перемещения телескопа к каждой новой области неба концы волокон перемещаются в новые положения с помощью 5000 крошечных роботизированных манипуляторов, так что каждое волокно собирает свет от одной галактики и подает его на спектрограф, который, подобно призме, разделяет свет на составляющие его длины волн. Спектры позволяют исследователям рассчитать расстояние до каждой галактики и, таким образом, создать гигантскую трехмерную карту.

Дэвид Шлегель из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, научный сотрудник проекта DESI, говорит, что им удалось добиться большего, чем ожидалось, благодаря удаче и постоянному совершенствованию. «Все мы знаем о роботах и двигателях гораздо больше, чем 10 лет назад», — говорит он. «Время простоя практически равно нулю».

Проект DESI был разработан для проверки гипотезы о том, что темная энергия вызывает устойчивое ускорение, которое можно объяснить с помощью «космологической постоянной», добавленной к теории гравитации Альберта Эйнштейна, общей теории относительности. Вместо этого, результаты DESI за 3 года показывают, что ускорение то усиливалось, то ослабевало на протяжении космической истории. Статистическая значимость результата низка, поэтому он может исчезнуть с добавлением большего количества данных, но теоретики активно пытаются вписать эту изменчивость в новую концептуальную модель. «Это исключает наши простейшие физические представления о темной энергии и говорит о том, что, возможно, нам не следует слишком преждевременно применять принцип Оккама», — говорит Джайн.

Шлегель говорит, что, вероятно, потребуется год, прежде чем команда DESI сможет определить, что новая карта говорит о темной энергии. Тем временем миниатюрная армия волокон и роботов, входящих в состав прибора, продвигается в другие части неба, где наблюдения затруднены — например, в нижние слои южного неба — в надежде обнаружить еще более 15 миллионов галактик.