Behöver du mer bevis för att universums expansion växer snabbare? Se bara till Hubble Space Telescope. Teamet, ledat av Tim Schrabback från Leiden Observatory, genomförde en intensiv studie av över 446 000 galaxer inom COSMOS (Cosmological Evolution Survey) -fältet, resultatet av den största undersökningen som någonsin genomförts med Hubble. Vid COSMOS-undersökningen fotograferade Hubble 575 något överlappande vyer över samma del av universumet med hjälp av Advanced Camera for Surveys (ACS) ombord på det kretsande teleskopet. Det tog nästan 1 000 timmar observationer.
Förutom Hubble-uppgifterna använde forskare rödförskjutningsdata från markbaserade teleskop för att tilldela avstånd till 194 000 av de undersökta galaxerna (ut till en rödförskjutning på 5). "Det stora antalet galaxer som ingår i denna typ av analys är enastående, men viktigare är den mängd information vi kunde få om de osynliga strukturerna i universum från detta exceptionella datasätt," sa medförfattaren Patrick Simon från Edinburgh University.
I synnerhet kunde astronomerna "väga" den stora skalfördelningen i rymden över stora avstånd. För att göra detta utnyttjade de det faktum att denna information är kodad i de förvrängda formerna av avlägsna galaxer, ett fenomen som kallas svaga gravitationslinser. Med hjälp av komplexa algoritmer har teamet ledat av Schrabback förbättrat standardmetoden och erhållit galaxformmätningar till en aldrig tidigare skådad precision. Resultaten av studien kommer att publiceras i ett kommande nummer av astronomi och astrofysik.
Studiens noggrannhet och omfattning möjliggör en oberoende bekräftelse på att expansionen av universum påskyndas av en ytterligare, mystisk komponent som heter mörk energi. En handfull andra sådana oberoende bekräftelser finns. Forskare måste veta hur bildningen av klumpar av materia utvecklats i universums historia för att bestämma hur gravitationskraften, som håller materien samman, och mörk energi, som drar den isär genom att påskynda universums expansion, har påverkat dem. ”Mörk energi påverkar våra mätningar av två skäl. För det första, när det finns, växer galaxkluster långsammare, och för det andra förändrar det hur universum expanderar, vilket leder till mer avlägsna - och mer effektivt linsade - galaxer. Vår analys är känslig för båda effekterna, säger medförfattare Benjamin Joachimi från University of Bonn. "Vår studie ger också en ytterligare bekräftelse för Einsteins teori om allmän relativitet, som förutsäger hur linssignalen beror på rödförskjutning," tillägger medutredare Martin Kilbinger från Institut d’Astrophysique de Paris och Excellence Cluster Universe.
Det stora antalet galaxer som ingår i denna studie, tillsammans med information om deras rödförskjutningar, leder till en tydligare karta över hur exakt en del av universum är utformad; det hjälper oss att se sina galaktiska invånare och hur de fördelas. "Med mer exakt information om avståndet till galaxerna kan vi mäta fördelningen av saken mellan dem och oss mer exakt," konstaterar medutredare Jan Hartlap från University of Bonn. ”Tidigare gjordes de flesta studierna i 2D, som att ta en röntgenstråle i bröstet. Vår studie liknar en 3D-rekonstruktion av skelettet från en CT-skanning. Dessutom kan vi se skelettet av mörk materia mogna från universums ungdom till nutid, ”kommenterar William High från Harvard University, en annan medförfattare.
Astronomerna valde specifikt COSMOS-undersökningen eftersom den tros vara ett representativt urval av universum. Med grundliga studier som den som Schrabback leds kommer astronomer en dag att kunna tillämpa sin teknik på större himmelområden och bilda en tydligare bild av vad som verkligen finns där ute.
Källa: EurekAlert
Paper: Schrabback et al., 'Bevis för den snabbare expansionen av universum från svag lins-tomografi med COSMOS', Astronomy and Astrophysics, mars 2010,
