Från ett NRAO-pressmeddelande:
Mörk energi är etiketten som forskarna har gett till vad som orsakar universum att expandera i en snabbare hastighet och tros utgöra nästan tre fjärdedelar av universumets massa och energi. Fysiker har avancerade konkurrerande teorier för att förklara accelerationen och tror att det bästa sättet att testa dessa teorier är att exakt mäta storskaliga kosmiska strukturer. En ny teknik utvecklad för Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) har gett astronomer ett nytt sätt att kartlägga stora kosmiska strukturer som mörk energi.
Ljudvågor i materiens energisoppa i det extremt tidiga universum tros ha lämnat påvisbara avtryck på storskalans distribution av galaxer i universum. Forskarna utvecklade ett sätt att mäta sådana avtryck genom att observera radioutsläpp av vätgas. Deras teknik, kallad intensitetskartläggning, när den tillämpas på större delar av universum, kunde avslöja hur en sådan storskalig struktur har förändrats under de senaste miljarder åren, vilket ger insikt i vilken teori om mörk energi som är den mest exakta.
"Vårt projekt kartlade vätgas till större kosmiska avstånd än någonsin tidigare och visar att de tekniker vi utvecklade kan användas för att kartlägga enorma volymer av universum i tre dimensioner och för att testa de konkurrerande teorierna om mörk energi," sade Tzu-Ching Chang , från Academia Sinica i Taiwan och University of Toronto.
För att få sina resultat använde forskarna GBT för att studera en himmelregion som tidigare hade undersökts i detalj i synligt ljus av Keck II-teleskopet på Hawaii. Denna optiska undersökning använde spektroskopi för att kartlägga platserna för tusentals galaxer i tre dimensioner. Med GBT, i stället för att leta efter vätgas i dessa enskilda, avlägsna galaxer - en skrämmande utmaning utöver de nuvarande instrumentens tekniska kapacitet - använde teamet sin intensitetskartningsteknik för att samla de radiovågor som släpps ut av vätgas i stora volymer utrymme inklusive många galaxer.
”Sedan den tidiga delen av 1900-talet har astronomer spårat universums expansion genom att observera galaxer. Vår nya teknik gör det möjligt för oss att hoppa över galaxdetekteringssteget och samla radioutsläpp från tusen galaxer åt gången, såväl som allt svagt glödande material däremellan, ”sa Jeffrey Peterson från Carnegie Mellon University.
Astronomerna utvecklade också nya tekniker som avlägsnade både konstgjorda radiostörningar och radioutsläpp orsakade av närliggande astronomiska källor, vilket bara lämnade de extremt svaga radiovågorna som kom från den mycket avlägsna vätgas. Resultatet var en karta över en del av den "kosmiska banan" som korrelerade snyggt med strukturen som visats av den tidigare optiska studien. Teamet föreslog först sin intensitetskartningsteknik 2008 och deras GBT-observationer var det första testet av idén.
"Dessa observationer upptäckte mer vätgas än allt tidigare upptäckt väte i universum, och på avstånd tio gånger längre än någon radiovågavgivande väte som har sett tidigare," sa Ue-Li Pen vid University of Toronto.
"Detta är en demonstration av en viktig teknik som har ett stort löfte för framtida studier av utvecklingen av storskalig struktur i universum," säger National Radio Astronomy Observatory Chief Scientist Chris Carilli, som inte var en del av forskargruppen.
Förutom Chang, Peterson och Pen inkluderade forskarteamet Kevin Bandura från Carnegie Mellon University. Forskarna rapporterade om sitt arbete i 22 juli-numret av den vetenskapliga tidskriften Nature.
