Астрономия

Крупнейшая 3D-карта Вселенной начинает раскрывать историю ее расширения

Спектрографический прибор темной энергии (DESI) только что завершил первые семь месяцев своей миссии по наблюдению за небом. Он показывает самую большую и самую подробную трехмерную карту Вселенной из когда-либо созданных. Благодаря ей астрономы уже раскрывают секреты самых мощных источников света во Вселенной, а в будущем она позволит лучше понять ее историю.

Это трехмерная карта космоса с изображением скоплений, нитей и пустот, предоставленная обсерваторией Китт Пик в США. С мая 2021 года на телескопе Mayall (4 метра) установлен спектрографический прибор Dark Energy Spectrographic Instrument (DESI), который ведет съемку неба. Ожидается, что к концу эксплуатации в 2026 году в его каталоге будет более 35 миллионов галактик, что позволит ученым начать широкий спектр космологических и астрофизических исследований.

Важно отметить, что 70% плотности энергии Вселенной, по-видимому, обусловлено "темной энергией" неизвестной природы, которая, как известно, лишь ускоряет расширение Вселенной. В то время как гравитация должна замедлять расширение Вселенной, скорость расширения на самом деле ускоряется, обнаруживая больше темной энергии. Последнее никогда не наблюдалось непосредственно, хотя ее воздействие было измерено.

3D-карта Вселенной от DESI: каждая цветная точка представляет собой галактику, которая, в свою очередь, состоит из сотен миллиардов звезд. Земля находится внизу слева, вид на более чем 5 миллиардов световых лет в направлении созвездия Девы. По мере развития анимации перспектива расширяется в сторону созвездия Волопас. Данные D. Schlegel/Berkeley Lab/DESI.

Миссия, раскрывающая прошлое и будущее Вселенной

Наблюдательная миссия начала осуществляться не сразу. Построенный в 2015 году, спектрограф DESI открыл свои 5000 "глаз" в 2019 году, хотя кризис здравоохранения задержал его запуск... Волоконно-оптические глаза позиционируются роботами с точностью до 10 микрон. "Это меньше толщины человеческого волоса", — сказал физик Клаус Хоншайд из Университета штата Огайо, сонаучный сотрудник, ответственный за прибор, который представит первый доклад на сессии DESI. "И вы должны расположить каждого робота так, чтобы собрать свет от галактик, удаленных на миллиарды световых лет", — добавил он.

Через пять лет спектрограф должен помочь астрономам понять, какую роль темная энергия играет в расширении Вселенной, изучив ее прошлое, и что ждет ее в будущем. Для этого будет измерено расстояние до 35 миллионов галактик и 2,4 миллиона квазаров — разновидности особо ярких галактик — на более чем трети всего неба. Ученые смогут измерить изменение скорости расширения Вселенной с беспрецедентной точностью. Такой уровень точности необходим для получения детальных изображений цветового спектра миллионов галактик.

DESI может разложить свет от каждой галактики на цветовые спектры и определить степень красного смещения света. Мы знаем, что чем больше красное смещение спектра света от галактики, тем дальше она от нас. Эти красные смещения позволяют DESI увидеть всю глубину неба и, картируя скопления и суперкластеры галактик, определить историю ее расширения. Скопления и суперкластеры несут в себе отголоски своего первоначального формирования, когда они были лишь рябью в раннем космосе.

В рамках исследования уже каталогизировано более 7,5 миллиона галактик, и ежемесячно добавляется более миллиона. Только в ноябре 2021 года DESI составил каталог красных смещений 2,5 миллиона галактик.

Черные дыры и яркие галактики

Кроме того, данные DESI используются для понимания поведения черных дыр средней массы в небольших галактиках. Черную дыру по определению очень трудно найти, если только она не притягивает достаточно материи, чтобы сформировать активное галактическое ядро (АЯГ): газ, пыль и другие материалы.

В больших галактиках АЯГ являются одними из самых ярких объектов, но в маленьких галактиках АЯГ гораздо труднее отличить от молодых звезд. Однако DESI предоставит больше информации о ядрах небольших галактик, что даст ученым подсказки о том, как яркие АЯГ формировались в ранней Вселенной.

Прибор также позволит лучше понять эволюцию квазаров, самых ярких объектов в нашей Вселенной.

Подписывайтесь на нас
Back to top button