Mokslininkų komanda, vadovaujama SLAC nacionalinės greitintuvo laboratorijos fizikų
Pagrindinis visatos modelis
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM modelis) –modernus standartinis kosmologinis modelis. Joje erdviškai plokščia Visata, be įprastos barioninės medžiagos, užpildyta tamsiąja energija ir šalta tamsiąja medžiaga. Pagal šį modelį, kad atitiktų stebėjimus, Visatos amžius turėtų būti 13,799 ± 0,021 milijardo metų.
ΛCDM vizualizacija.Kreditai ir teisės: NASA / LAMBDA archyvas / WMAP mokslo komanda
Pagrindinė stebėjimų problema
Išvada apie klasterių masių pasiskirstymąRentgeno spinduliuotė iš galaktikų yra patikimiausia, kai spiečių viduje esančių dujų energiją subalansuoja gravitacinė trauka, kuri kartu laiko visą sistemą. Todėl masės pasiskirstymo tikrose klasteriuose matavimai yra sutelkti į tuos, kurie perėjo į „atsipalaidavusią“ būseną. Lyginant su teorinėmis prognozėmis, svarbu atsižvelgti į šį atpalaiduojančių grupių pasirinkimą.
Mokslininkų sprendimas
Fizikai iš Stanfordo universiteto tyrinėjo kompiuteriu imituojamus grupes, sukurtas kaip „Trijų šimtų projekto“ dalis.
Vykdydami projektą „Trys šimtai“ mokslininkai studijuoja324 dideli galaktikų spiečiai, modeliuojami naudojant įvairias visiškai fizines hidrodinamines simuliacijas ir pusiau analitinius modelius. Jos tikslas – pateikti didelį teoriškai sumodeliuotų galaktikų spiečių katalogą, skirtą kosmologiniams ir astrofiziniams pritaikymams.
Ilgos ekspozicijos masyvios galaktikų spiečiaus Abell 2744 vaizdas, užfiksuotas Hablo kosminiu teleskopu. Tai rodo kai kurias silpniausias ir jauniausias galaktikas, atrastas kosmose
Autoriai: NASA/ESA/STScI
Mokslininkai apskaičiavo, kaip tai turėtų atrodytiRentgeno spinduliuotė kiekvienam modeliuojamam klasteriui. Tada jie taikė tuos pačius stebėjimo kriterijus, kuriuos naudojo atpažindami „atsipalaidavusias“ galaktikų spiečius pagal tikrus duomenis. Jie buvo susieti su modeliuojamais vaizdais, kad būtų galima pamatyti rinkinį.
Tada mokslininkai išmatavo ryšį tarptrys klasterių savybės – masė, koncentracijos centre laipsnis ir raudonasis poslinkis, atspindintis Visatos amžių. Mokslininkai naudojo duomenis iš modeliuotų klasterių iš trijų šimtų projekto, klasterių ir 44 tikrų grupių, kurias stebėjo NASA Chandra rentgeno observatorija.
Ką išsiaiškino fizikai?
Fizikai randa nuoseklius rezultatusiš abiejų duomenų rinkinių. Apskritai, laikui bėgant, klasteriai tapo labiau sutelkti centralizuotai. Tuo pačiu metu pasirodė, kad mažiau masyvių grupių masė yra labiau sutelkta centre nei mažiau masyvių objektų. Nustatyta, kad išmatuoti ryšiai labai gerai sutampa tarp stebėjimų ir teorijos. Tai galiausiai „suteikė tvirtą paramą Lambda-CDM paradigmai“, rašo mokslininkai.
Visatos sudėtis pagal ΛCDM modelį. Kreditas ir autorių teisės: RedAndr, Azcolvin429derivative, CC BY-SA 3.0
Kas toliau?
Ateityje mokslininkai tikisi, kad jiems pasiseksišplėsti stebimų ir imituojamų galaktikų spiečių duomenų rinkinių dydį. SLAC remiami projektai per ateinančius kelerius metus, įskaitant Vera Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time ir ketvirtos kartos kosminio mikrobangų fono (CMB-S4) eksperimentą, padės nustatyti daug daugiau galaktikų spiečių. Be to, planuojamos kelios kosminės misijos, padėsiančios fizikams. Pavyzdžiui, Europos kosmoso agentūros palydovo ATHENA startas. Remdamiesi naujausiais duomenimis, mokslininkai ateityje atliks daugiau matavimų rentgeno spindulių diapazone.
SLAC kosmologai taip pat stengiasi padidintikompiuterinio kosmoso modeliavimo dydis ir tikslumas, leisiantis atlikti išsamesnius galaktikų spiečių tyrimus ir nustatyti griežtas alternatyvių kosmologinių scenarijų ribas.
Skaityti daugiau:
Paaiškėjo, kad fotosintezė neveikia taip, kaip manė mokslininkai. Dabar jie nori jį nulaužti
Tolima radijo galaktika pasirodė esanti juodoji skylė, nukreipta tiesiai į Žemę
Surado būdą, kaip sumažinti svorį ir cukraus kiekį kraujyje. Mokslininkai žada operacijos poveikį
Viršelyje: Visatos laiko juosta
Autorius: Dizainas Alexas Mittelmannas, Coldcreation