Обзор темной энергии дает наиболее точный взгляд на эволюцию Вселенной

В 29 новых научных статьях «Обзор темной энергии» исследуются крупнейшие в истории карты распределения и формы галактик, простирающиеся более чем на 7 миллиардов световых лет по всей Вселенной. Чрезвычайно точный анализ, включающий данные за первые три года исследования, вносит свой вклад в самую мощную проверку лучшей на данный момент модели Вселенной — стандартной космологической модели. Тем не менее, намеки остаются от более ранних данных DES, и другие эксперименты, которые имеют значение во Вселенной, сегодня на несколько процентов меньше, чем предполагалось.

Новые результаты Обзора темной энергии (DES) используют самую большую выборку галактик, наблюдаемых почти на одной восьмой части неба, для получения наиболее точных на сегодняшний день измерений состава и роста Вселенной.

DES снимает ночное небо с помощью 570-мегапиксельной камеры темной энергии на 4-метровом телескопе Виктора М. Бланко Национального научного фонда в Межамериканской обсерватории Серро Тололо (CTIO) в Чили, программа NSF NOIRLab. Одна из самых мощных цифровых камер в мире, камера темной энергии была разработана специально для DES. Он финансировался Министерством энергетики (DOE) и был построен и испытан в Fermilab Министерства энергетики.

В течение шести лет, с 2013 по 2019 год, DES использовала 30% времени на телескопе Бланко и обследовала 5000 квадратных градусов — почти одну восьмую всего неба — за 758 ночей наблюдений, каталогизируя сотни миллионов. объектов. Объявленные сегодня результаты основаны на данных за первые три года — 226 миллионов галактик, наблюдаемых в течение 345 ночей — для создания самых больших и точных карт распределения галактик во Вселенной в относительно недавние эпохи. Данные DES обрабатывались в Национальном центре суперкомпьютерных приложений Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.

«NOIRLab — гордый хозяин и участник сотрудничества DES», — сказал Стив Хиткот, заместитель директора CTIO. «Как во время, так и после исследования камера темной энергии была популярным выбором среди местных и чилийских астрономов».

В настоящее время Камера темной энергии используется в программах, охватывающих широкий спектр наук, включая космологию. Научный архив камеры темной энергии, включая DES Data Release 2, на котором основаны эти результаты, курирует Центр науки и данных Сообщества (CSDC), программа NOIRLab NSF. CSDC предоставляет программные системы, пользовательские услуги и инициативы по развитию для подключения и поддержки научных миссий телескопов NOIRLab, включая телескоп Бланко в CTIO.

Поскольку DES изучал близлежащие галактики, а также те, что находятся на расстоянии миллиардов световых лет от нас, его карты предоставляют как моментальный снимок нынешней крупномасштабной структуры Вселенной, так и представление о том, как эта структура развивалась за последние 7 миллиардов лет.

Обычная материя составляет всего около 5% Вселенной. Темная энергия, которая, по предположению космологов, способствует ускоренному расширению Вселенной, противодействуя силе гравитации, составляет около 70%. Последние 25% — это темная материя, гравитационное влияние которой связывает галактики вместе. И темная материя, и темная энергия остаются невидимыми. DES стремится осветить их природу, изучая, как конкуренция между ними формирует крупномасштабную структуру Вселенной в течение космического времени.

Чтобы количественно оценить распределение темной материи и эффект темной энергии, DES опирался в основном на два явления. Во-первых, в больших масштабах галактики не распределяются случайным образом в пространстве, а скорее образуют паутинообразную структуру, которая возникает из-за гравитации темной материи. DES измерил, как эта космическая сеть развивалась на протяжении истории Вселенной. Скопление галактик, образующее космическую паутину, в свою очередь, выявило области с более высокой плотностью темной материи.