Et forskerhold ledet af fysikere fra SLAC National Accelerator Laboratory
Grundlæggende model af universet
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM model) -moderne standard kosmologisk model. I det er det rumligt flade univers fyldt, foruden almindeligt baryonisk stof, med mørk energi og koldt mørkt stof. Ifølge denne model, for at være i overensstemmelse med observationer, bør universets alder tages til at være 13,799 ± 0,021 milliarder år.
ΛCDM visualisering.Kreditter og rettigheder: NASA/LAMBDA Arkiv/WMAP Science Team
Hovedproblemet med observationer
Konklusion om fordelingen af klyngemasserRøntgenstråling fra galakser er mest pålidelig, når energien af gassen inde i klyngerne er afbalanceret af tyngdekraften, der holder hele systemet sammen. Derfor er målinger af massefordelinger i rigtige klynger fokuseret på dem, der er gået over i en "afslappet" tilstand. Når man sammenligner med teoretiske forudsigelser, er det vigtigt at tage dette valg af afslappende klynger i betragtning.
Forskeres løsning
Fysikere fra Stanford University studerede computersimulerede klynger skabt som en del af The Three Hundred Project.
Som en del af The Three Hundred Project studerer forskere324 store galaksehobe simulerede ved hjælp af forskellige fuldfysiske hydrodynamiske resimuleringer og semi-analytiske modeller. Dets mål er at levere et stort katalog over teoretisk modellerede galaksehobe til kosmologiske og astrofysiske applikationer.
Et langtidseksponeret billede af den massive galaksehob Abell 2744 taget af Hubble-rumteleskopet. Det viser nogle af de svageste og yngste galakser, der er opdaget i rummet
Kredit: NASA/ESA/STScI
Forskere har beregnet, hvordan det skal se udRøntgenstråling for hver simuleret klynge. De anvendte derefter de samme observationskriterier, som de brugte til at identificere "afslappede" galaksehobe ud fra virkelige data. Disse blev korreleret med de simulerede billeder for at vinde sættet.
Forskerne målte derefter forholdet mellemtre egenskaber ved klynger – dens masse, dens grad af koncentration i midten og dens rødforskydning, som afspejler universets alder. Forskerne brugte data fra simulerede klynger fra Three Hundred Project, klynger og 44 rigtige klynger observeret af NASAs Chandra X-ray Observatory.
Hvad fandt fysikerne ud af?
Fysikere finder konsistente resultaterfra begge datasæt. Generelt er klynger blevet mere centralt koncentreret over tid. Samtidig viste massen af mindre massive klynger sig at være mere koncentreret i midten end af mindre massive objekter. De målte sammenhænge viste sig at stemme meget godt overens mellem observationer og teori. Dette gav i sidste ende stærk støtte til Lambda-CDM-paradigmet, skriver forskerne.
Universets sammensætning ifølge ΛCDM-modellen. Kredit og ophavsret: Kredit: RedAndr, Azcolvin429derivative, CC BY-SA 3.0
Hvad er næste?
I fremtiden håber forskerne, at de vil lykkesudvide størrelsen af både observerede og simulerede galaksehobe-datasæt. SLAC-støttede projekter over de næste par år, herunder Vera Rubin Observatory's Legacy Survey of Space and Time og fjerde generations Cosmic Microwave Background (CMB-S4) eksperiment, vil hjælpe med at identificere mange flere galaksehobe. Derudover er der planlagt flere rummissioner for at hjælpe fysikere. For eksempel opsendelsen af Den Europæiske Rumorganisations ATHENA-satellit. Ved hjælp af de seneste data vil forskerne foretage flere målinger i røntgenområdet i fremtiden.
SLAC-kosmologer arbejder også på at øgestørrelsen og præcisionen af computersimuleringer af kosmos, som vil give mulighed for mere detaljerede undersøgelser af galaksehobe og sætte strenge grænser for alternative kosmologiske scenarier.
Læs mere:
Det viste sig, at fotosyntesen ikke fungerer, som forskerne troede. Nu vil de hacke den
Fjern radiogalakse viste sig at være et sort hul, som er rettet direkte mod Jorden
Fandt en måde at reducere vægt og blodsukker på. Forskere lover effekten af operation
På omslaget: Universets tidslinje
Forfatter: Design Alex Mittelmann, Coldcreation