Astrofiziki, ki preučujejo širitev Vesolja z največjimi galaksijskimi katalogi, ki so bili kdajkoli sestavljeni, vodijo v vznemirljivo dobo natančne kozmologije. Prejšnji teden je Sloan Digital Sky Survey (SDSS) izdal svojo zadnjo javno objavo podatkov, znanstveniki, ki delajo v njegovem največjem programu, Baryon Oscilation Spectroscopic Survey (BOSS), pa so svoje končne rezultate predstavili tudi na zasedanju American Astronomical Society v Seattlu v Washingtonu.
Kot navaja direktor SDSS-III Daniel Eisenstein iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziko, BOSS s preslikavo več kot 10.000 kvadratnih stopinj - 25% neba "meri pospešeno širitev našega vesolja z največjo svetovno raziskavo ekstragalaktičnega rdečega premika". Rezultati BOSS vključujejo nove in natančne meritve hitrosti širjenja vesolja (imenovane "Hubble konstanta") in gostote snovi, ki vključuje temno snov, zvezde, plin in prah.
BOSS je svoje opazovanje opravil na 2,5-metrskem teleskopu Sloan Foundation v observatoriju Apache Point v Novi Mehiki in izdelal spektre in prostorske položaje za 1,5 milijonov galaksije in 300.000 kvazarjev v prostornini, ki ustreza kocki z dolžino 8,5 milijarde svetlobnih let na strani (glej sliko zgoraj). Astronomi so s tem bogatim naborom podatkov uporabili za preslikavo porazdelitve predmetov in zaznavanje značilne lestvice, ki so jo v zgodnjem vesolju vtisnili barionski zvočni nihanji. Zvočni valovi se s časom širijo navzven, kot valovanja, ki se širijo v ribniku, in jih označujejo velikanski gručni signal v položajih galaksij drug glede drugega (glej spodnjo ilustracijo). Z analizo tega signala v različnih obdobjih je mogoče preučiti obnašanje skrivnostne "temne energije", ki povzroča pospešeno širjenje vesolja.
V končnih rezultatih BOSS je na stotine znanstvenikov v mednarodnem sodelovanju to lestvico izmerilo z izjemno izjemno natančnostjo. Zlasti Ashley Ross z univerze Ohio State je predstavila rezultate, ki so pokazali moč združevanja analize prečnih in črtanih razdelitev galaksij. V prispevku Erica Auburga in sodelavcev so astronomi BOSS izmerili obseg kozmične razdalje galaksij v "lokalnem" vesolju in kvazarje v vesolju na daljavo z impresivno majhnimi sistematičnimi napakami - na ravni manjši od 1% - v kombinaciji s kozmično mikrovalovno pečjo omejitve ozadja. Njihova kozmološka analiza daje meritev Hubblove konstante in gostote snovi v vesolju, ki je skladna s kozmetiko "ravne" hladne temne snovi s kozmološko konstanto (glej spodaj). Kozmološke modele, vključno ukrivljenosti, razvija temna energija, ali masivni nevtrini niso povsem izključiti, ampak so tudi podatki, kot pred manj podprto. Drugi rezultati sodelovanja bodo v prihodnjih mesecih poslani v objavo.
Nabor podatkov BOSS "predstavlja zlati standard pri kartiranju omrežja galaksij, ki obsega obsežno strukturo vesolja ... Podatki nam omogočajo, da z večjo natančnostjo kot doslej izsledimo prisotnost temne energije, vedenje gravitacije na kozmičnih lestvicah in učinku množičnih nevtrinov, "pravi Chris Blake z univerze Swinburne, ki ni povezan s sodelovanjem.
Kam bo odšla ekipa BOSS? Sodelovanje je začelo delo na SDSS-IV, katerega šestletna misija vključuje ambiciozno razširjeno raziskavo BOSS (eBOSS). Po besedah koordinatorja za ciljno usmerjenost eBOSS Jeremyja Tinkerja z univerze v New Yorku bodo opažanja eBOSS nad 700.000 kvazarjev natančno izmerila lestvico razdalje, "pri veliko višjem režimu rdečega premika, ki ga trenutne obsežne raziskave ne zajemajo."
Več o BOSS in posodobitve o treh drugih komponentah SDSS-a si lahko preberete v našem prejšnjem članku tukaj.
Spletna stran SDSS
(Popolno razkritje: Ramin Skibba je bil član sodelovanja pri BOSS v obdobju 2010–2012.)
