Et forskerteam ledet av fysikere fra SLAC National Accelerator Laboratory
Grunnmodell av universet
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM-modell) -moderne standard kosmologisk modell. I det er det romlig flate universet fylt, i tillegg til vanlig baryonisk materie, med mørk energi og kald mørk materie. I følge denne modellen, for å være konsistent med observasjoner, bør universets alder tas til å være 13,799 ± 0,021 milliarder år.
ΛCDM visualisering.Kreditter og rettigheter:NASA/LAMBDA Arkiv/WMAP Science Team
Hovedproblemet med observasjoner
Konklusjon om fordeling av klyngemasserRøntgenstråling fra galakser er mest pålitelig når energien til gassen inne i klyngene balanseres av gravitasjonskraften som holder hele systemet sammen. Derfor er målinger av massefordelinger i reelle klynger fokusert på de som har gått inn i en "avslappet" tilstand. Når man sammenligner med teoretiske spådommer, er det viktig å ta hensyn til dette valget av avslappende klynger.
Forskernes løsning
Fysikere fra Stanford University studerte datasimulerte klynger laget som en del av The Three Hundred Project.
Som en del av The Three Hundred Project studerer forskere324 store galaksehoper simulert ved hjelp av forskjellige fullfysiske hydrodynamiske resimuleringer og semi-analytiske modeller. Målet er å tilby en stor katalog over teoretisk modellerte galaksehoper for kosmologiske og astrofysiske applikasjoner.
Et langeksponert bilde av den massive galaksehopen Abell 2744 tatt av Hubble-romteleskopet. Den viser noen av de svakeste og yngste galaksene som er oppdaget i verdensrommet
Kreditt: NASA/ESA/STScI
Forskere har regnet ut hvordan det skal se utRøntgenstråling for hver simulert klynge. De brukte deretter de samme observasjonskriteriene som de brukte for å identifisere «avslappede» galaksehoper fra virkelige data. Disse ble korrelert med de simulerte bildene for å vinne settet.
Forskerne målte deretter forholdet mellomtre egenskaper ved klynger – dens masse, dens grad av konsentrasjon i sentrum og dens rødforskyvning, som gjenspeiler universets alder. Forskerne brukte data fra simulerte klynger fra Three Hundred Project, klynger og 44 ekte klynger observert av NASAs Chandra X-ray Observatory.
Hva fant fysikerne ut?
Fysikere finner konsistente resultaterfra begge datasettene. Generelt har klynger blitt mer sentralt konsentrert over tid. Samtidig viste massen av mindre massive klynger seg å være mer konsentrert i sentrum enn til mindre massive objekter. De målte sammenhengene ble funnet å stemme veldig godt mellom observasjoner og teori. Dette ga til slutt sterk støtte for Lambda-CDM-paradigmet, skriver forskerne.
Sammensetning av universet i henhold til ΛCDM-modellen. Kreditt og opphavsrett: RedAndr, Azcolvin429derivative, CC BY-SA 3.0
Hva er neste?
I fremtiden håper forskerne at de vil lykkesutvide størrelsen på både observerte og simulerte galakseklyngedatasett. SLAC-støttede prosjekter i løpet av de neste årene, inkludert Vera Rubin Observatory's Legacy Survey of Space and Time og fjerde generasjons Cosmic Microwave Background (CMB-S4) eksperimentet, vil bidra til å identifisere mange flere galaksehoper. I tillegg er det planlagt flere romferder for å hjelpe fysikere. For eksempel oppskytingen av European Space Agencys ATHENA-satellitt. Ved å bruke de nyeste dataene vil forskerne gjøre flere målinger i røntgenområdet i fremtiden.
SLAC-kosmologer jobber også med å økestørrelsen og nøyaktigheten til datasimuleringer av kosmos, som vil tillate mer detaljerte studier av galaksehoper og sette strenge grenser for alternative kosmologiske scenarier.
Les mer:
Det viste seg at fotosyntesen ikke fungerer slik forskerne trodde. Nå vil de hacke den
Fjern radiogalakse viste seg å være et svart hull, som er rettet direkte mot jorden
Fant en måte å redusere vekt og blodsukker på. Forskere lover effekten av kirurgi
På omslaget: Universets tidslinje
Forfatter: Design Alex Mittelmann, Coldcreation