Изследователски екип, ръководен от физици от SLAC National Accelerator Laboratory
Основен модел на Вселената
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM модел) -модерен стандартен космологичен модел. В него пространствено плоската Вселена е изпълнена, освен с обикновена барионна материя, с тъмна енергия и студена тъмна материя. Според този модел, за да бъде в съответствие с наблюденията, възрастта на Вселената трябва да се приеме за 13,799 ± 0,021 милиарда години.
ΛCDM визуализация.Кредити и права: Архив на НАСА/LAMBDA/Научен екип на WMAP
Основният проблем на наблюденията
Заключение за разпределението на клъстерните масиРентгеновото излъчване от галактиките е най-надеждно, когато енергията на газа вътре в клъстерите е балансирана от гравитационното привличане, което държи цялата система заедно. Следователно измерванията на масовите разпределения в реални клъстери са фокусирани върху тези, които са преминали в „отпуснато“ състояние. Когато се сравнява с теоретичните прогнози, важно е да се вземе предвид този избор на релаксиращи клъстери.
Решението на учените
Физици от Станфордския университет изследваха компютърно симулирани клъстери, създадени като част от проекта The Three Hundred.
Като част от проекта The Three Hundred, учените изучават324 големи галактически клъстера, симулирани с помощта на различни пълнофизични хидродинамични симулации и полуаналитични модели. Целта му е да предостави голям каталог от теоретично моделирани галактически клъстери за космологични и астрофизични приложения.
Изображение с дълга експозиция на масивния галактически клъстер Abell 2744, направено от космическия телескоп Хъбъл. Той показва някои от най-слабите и най-младите галактики, открити в космоса
Кредит: NASA/ESA/STScI
Учените са изчислили как трябва да изглеждаРентгеново излъчване за всеки симулиран клъстер. След това те приложиха същите критерии за наблюдение, които използваха, за да идентифицират „отпуснати“ галактически купове от реални данни. Те бяха свързани със симулираните изображения, за да се отсее комплектът.
След това изследователите измерват връзката междутри свойства на клъстерите - тяхната маса, степента на концентрация в центъра и червеното им отместване, което отразява възрастта на Вселената. Учените са използвали данни от симулирани клъстери от проекта Триста, клъстери и 44 реални клъстера, наблюдавани от рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА.
Какво откриха физиците?
Физиците намират последователни резултатиот двата набора от данни. Като цяло клъстерите са станали по-централно концентрирани с течение на времето. В същото време масата на по-малко масивните клъстери се оказа по-концентрирана в центъра, отколкото на по-малко масивните обекти. Установено е, че измерените връзки се съгласуват много добре между наблюденията и теорията. Това в крайна сметка „осигури силна подкрепа за парадигмата Lambda-CDM“, пишат учените.
Състав на Вселената според модела ΛCDM. Кредит и авторски права: RedAndr, Azcolvin429derivative,CC BY-SA 3.0
Какво следва?
В бъдеще учените се надяват, че ще успеятразширяване на размера както на наблюдаваните, така и на симулираните набори от данни за галактически клъстери. Проекти, подкрепени от SLAC през следващите няколко години, включително Legacy Survey of Space and Time на обсерваторията Вера Рубин и експериментът за космически микровълнов фон от четвърто поколение (CMB-S4), ще помогнат за идентифицирането на много повече галактически клъстери. Освен това са планирани няколко космически мисии в помощ на физиците. Например изстрелването на сателита ATHENA на Европейската космическа агенция. Използвайки най-новите данни, учените ще направят повече измервания в рентгеновия диапазон в бъдеще.
Космолозите на SLAC също работят за увеличаванеразмера и точността на компютърните симулации на космоса, което ще позволи по-подробни изследвания на галактическите клъстери и ще постави строги ограничения върху алтернативните космологични сценарии.
Прочетете още:
Оказа се, че фотосинтезата не работи така, както смятат учените. Сега искат да го хакнат
Далечната радиогалактика се оказа черна дупка, която е насочена директно към Земята
Откриха начин за намаляване на теглото и кръвната захар. Учените обещават ефект от операцията
На корицата: Timeline of the Universe
Автор: Дизайн Алекс Мителман, Coldcreation