Výskumný tím vedený fyzikmi z SLAC National Accelerator Laboratory
Základný model vesmíru
Lambda-CDM (ΛCDM, model Lambda-CDM) -moderný štandardný kozmologický model. V ňom je priestorovo plochý Vesmír naplnený okrem bežnej baryonickej hmoty aj temnou energiou a chladnou temnou hmotou. Podľa tohto modelu, aby bol v súlade s pozorovaniami, by sa vek vesmíru mal považovať za 13,799 ± 0,021 miliardy rokov.
ΛCDM vizualizácia.Kredity a práva: Archív NASA/LAMBDA/vedecký tím WMAP
Hlavný problém pozorovaní
Záver o rozložení klastrových hmôtRöntgenové žiarenie z galaxií je najspoľahlivejšie, keď je energia plynu vo vnútri zhlukov vyvážená gravitačnou silou, ktorá drží celý systém pohromade. Preto sa merania rozloženia hmoty v reálnych zhlukoch zameriavajú na tie, ktoré prešli do „uvoľneného“ stavu. Pri porovnávaní s teoretickými predpoveďami je dôležité vziať do úvahy túto voľbu relaxačných zhlukov.
Riešenie vedcov
Fyzici zo Stanfordskej univerzity študovali počítačom simulované zhluky vytvorené v rámci projektu The Three Hundred Project.
V rámci projektu The Three Hundred Project vedci študujú324 veľkých zhlukov galaxií simulovaných pomocou rôznych plne fyzikálnych hydrodynamických resimulácií a semianalytických modelov. Jeho cieľom je poskytnúť veľký katalóg teoreticky modelovaných zhlukov galaxií pre kozmologické a astrofyzikálne aplikácie.
Snímka s dlhou expozíciou masívneho zhluku galaxií Abell 2744 zhotovená Hubblovým vesmírnym teleskopom. Zobrazuje niektoré z najslabších a najmladších galaxií objavených vo vesmíre
Poďakovanie: NASA/ESA/STScI
Vedci vypočítali, ako by to malo vyzeraťRöntgenová emisia pre každý simulovaný zhluk. Potom použili rovnaké pozorovacie kritériá, aké použili na identifikáciu „uvoľnených“ zhlukov galaxií zo skutočných údajov. Tieto boli korelované so simulovanými obrázkami, aby skompletizovali súpravu.
Vedci potom merali vzťah medzitri vlastnosti zhlukov – ich hmotnosť, stupeň koncentrácie v strede a červený posun, ktorý odráža vek vesmíru. Vedci použili údaje zo simulovaných klastrov z projektu Three Hundred Project, klastrov a 44 skutočných zhlukov pozorovaných röntgenovým observatóriom Chandra NASA.
Čo zistili fyzici?
Fyzici nachádzajú konzistentné výsledkyz oboch súborov údajov. Vo všeobecnosti sa klastre časom stali viac centrálne koncentrovanými. Zároveň sa ukázalo, že hmota menej hmotných zhlukov je koncentrovanejšia v strede ako hmota menej hmotných objektov. Zistilo sa, že namerané vzťahy sa veľmi dobre zhodujú medzi pozorovaniami a teóriou. To nakoniec „poskytlo silnú podporu paradigme Lambda-CDM,“ píšu vedci.
Zloženie vesmíru podľa modelu ΛCDM. Kredit a autorské práva: RedAndr, Azcolvin429derivative,CC BY-SA 3.0
Čo bude ďalej?
V budúcnosti vedci dúfajú, že sa im to podarírozšíriť veľkosť pozorovaných aj simulovaných súborov údajov zhlukov galaxií. Projekty podporované SLAC v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov, vrátane Legacy Survey of Space and Time observatória Vera Rubin a experimentu štvrtej generácie Cosmic Microwave Background (CMB-S4), pomôžu identifikovať oveľa viac zhlukov galaxií. Okrem toho sa plánuje niekoľko vesmírnych misií na pomoc fyzikom. Napríklad vypustenie satelitu Európskej vesmírnej agentúry ATHENA. S využitím najnovších údajov budú vedci v budúcnosti vykonávať ďalšie merania v oblasti röntgenového žiarenia.
Na zvýšení pracujú aj kozmológovia SLACveľkosť a presnosť počítačových simulácií kozmu, ktoré umožnia podrobnejšie štúdie kopy galaxií a stanovia prísne limity pre alternatívne kozmologické scenáre.
Čítaj viac:
Ukázalo sa, že fotosyntéza nefunguje tak, ako si vedci mysleli. Teraz to chcú hacknúť
Vzdialená rádiová galaxia sa ukázala ako čierna diera, ktorá je nasmerovaná priamo na Zem
Našiel spôsob, ako znížiť hmotnosť a hladinu cukru v krvi. Vedci sľubujú efekt operácie
Na obálke: Časová os vesmíru
Autor: Dizajn Alex Mittelmann, Coldcreation