Výzkumný tým vedený fyziky z SLAC National Accelerator Laboratory
Základní model vesmíru
Lambda-CDM (ΛCDM, model Lambda-CDM) -moderní standardní kosmologický model. V něm je prostorově plochý Vesmír naplněn kromě běžné baryonové hmoty temnou energií a chladnou temnou hmotou. Podle tohoto modelu, aby bylo v souladu s pozorováními, by stáří vesmíru mělo být 13,799 ± 0,021 miliardy let.
ΛCDM vizualizace.Kredity a práva: NASA / archiv LAMBDA / vědecký tým WMAP
Hlavní problém pozorování
Závěr o distribuci klastrových hmotEmise rentgenového záření z galaxií je nejspolehlivější, když je energie plynu uvnitř kup vyrovnána gravitační silou, která drží celý systém pohromadě. Proto se měření rozložení hmoty v reálných shlucích zaměřují na ty, které přešly do „uvolněného“ stavu. Při porovnávání s teoretickými předpověďmi je důležité vzít v úvahu tuto volbu relaxačních shluků.
Rozhodnutí vědců
Fyzici ze Stanfordské univerzity studovali počítačově simulované shluky vytvořené v rámci projektu The Three Hundred Project.
V rámci projektu The Three Hundred Project vědci studují324 velkých kup galaxií simulovaných pomocí různých plně fyzikálních hydrodynamických resimulací a semianalytických modelů. Jeho cílem je poskytnout velký katalog teoreticky modelovaných kup galaxií pro kosmologické a astrofyzikální aplikace.
Snímek dlouhé expozice masivní kupy galaxií Abell 2744 pořízený Hubbleovým vesmírným dalekohledem. Ukazuje některé z nejslabších a nejmladších galaxií objevených ve vesmíru
Poděkování: NASA/ESA/STScI
Vědci spočítali, jak by to mělo vypadatEmise rentgenového záření pro každý simulovaný shluk. Poté použili stejná pozorovací kritéria, která použili k identifikaci „uvolněných“ kup galaxií ze skutečných dat. Ty byly korelovány se simulovanými obrázky, aby se celá scéna vylepšila.
Vědci pak měřili vztah mezitři vlastnosti klastrů – jeho hmotnost, stupeň koncentrace ve středu a jeho rudý posuv, který odráží stáří vesmíru. Vědci použili data ze simulovaných shluků z projektu Three Hundred Project, shluků a 44 skutečných shluků pozorovaných rentgenovou observatoří Chandra NASA.
Co fyzikové zjistili?
Fyzici nacházejí konzistentní výsledkyz obou datových souborů. Obecně se klastry postupem času staly více centrálně koncentrovanými. Zároveň se ukázalo, že hmota méně hmotných shluků je více koncentrovaná ve středu než hmota méně hmotných objektů. Bylo zjištěno, že naměřené vztahy se mezi pozorováními a teorií velmi dobře shodují. To nakonec „poskytlo silnou podporu paradigmatu Lambda-CDM,“ píší vědci.
Složení vesmíru podle modelu ΛCDM. Kredit a autorská práva: RedAndr, Azcolvin429derivative,CC BY-SA 3.0
Co bude dál?
V budoucnu vědci doufají, že se jim to podařírozšířit velikost pozorovaných i simulovaných datových souborů kup galaxií. Projekty podporované SLAC během několika příštích let, včetně Legacy Survey of Space and Time observatoře Vera Rubin a experimentu čtvrté generace Cosmic Microwave Background (CMB-S4), pomohou identifikovat mnohem více galaktických kup. Kromě toho se plánuje několik vesmírných misí na pomoc fyzikům. Například vypuštění družice Evropské kosmické agentury ATHENA. S využitím nejnovějších dat vědci v budoucnu provedou další měření v oblasti rentgenového záření.
Na zvýšení pracují i kosmologové SLACvelikost a přesnost počítačových simulací kosmu, které umožní podrobnější studium kup galaxií a stanoví přísné limity pro alternativní kosmologické scénáře.
Přečtěte si více:
Ukázalo se, že fotosyntéza nefunguje tak, jak si vědci mysleli. Teď to chtějí hacknout
Vzdálená rádiová galaxie se ukázala jako černá díra, která je namířena přímo na Zemi
Našli způsob, jak snížit váhu a hladinu cukru v krvi. Vědci slibují efekt operace
Na obálce: Časová osa vesmíru
Autor: Design Alex Mittelmann, Coldcreation