Bildkredit: Hubble
Nya bevis tycks tyder på att universumets expansion faktiskt accelererar - någon slags "mörk energi" skjuter den isär. Astronomer som använder data som samlats in av Chandra X-Ray Observatory har fastställt att det inte finns tillräckligt med material (både vanlig och mörk materia) i olika galaktiska kluster för att redovisa deras form och position, så något annat måste ha en effekt.
Universum verkar vara genomsyrat med en osynlig kraft? mörk energi? som skjuter den isär snabbare och snabbare. Genom att utföra rödförskjutningsundersökningar av galaxkluster hoppas astronomer att lära sig mer om denna mystiska kraft och om universumets struktur och geometri.
"Galaxy-kluster består av tusentals galaxer som är gravitationellt bundna till enorma strukturer," sade Joseph Mohr, professor i astronomi vid University of Illinois. "På grund av universums expansion, verkar klusterna tätare vid större rödskift när universum var yngre och tätare."
Galaxy-klusterundersökningar som undersöker universumet med hög rödförskjutning kan potentiellt ge en mängd information om mängden och naturen av både mörk materia och mörk energi, säger Mohr, som kommer att presentera resultaten från en pågående studie av galaxkluster på ett möte i American Physical Society, som hålls i Albuquerque, NM, 20-23 april.
"Hittills har galaxkluster bara använts för att studera universumets mörka materiekomponent", sade Mohr. "Vi skulle mäta den totala massan i ett galaxklynge och sedan bestämma den bråkdel av massan som var vanlig, baryonisk substans."
Dessa mätningar har visat att det inte finns tillräckligt med baryon och mörk materia för att redogöra för universums geometri. Astronomer tror nu att universum expanderar i en allt högre hastighet och domineras av en mystisk mörk energi som måste driva.
"Nästa steg är att försöka ta reda på några av detaljerna i den mörka energin, till exempel dess tillståndslikning," sade Mohr. "Genom att kartlägga den röda skiftfördelningen av galaxkluster bör vi kunna mäta ekvationen för mörk energi, vilket skulle ge några viktiga ledtrådar om vad det är och hur det kom till."
Mohr använder data som samlats in av NASA: s Chandra röntgenobservatorium för att studera skalningsrelationer? som förhållandet mellan massa och ljusstyrka eller storlek? av galaxkluster och hur de förändras med rödskift. "Dessa skalningsrelationer förväntas utvecklas med röd förskjutning, vilket återspeglar universums ökande täthet vid tidigare tidpunkter," sade Mohr.
I synnerhet Mohr? i samarbete med John Carlstrom vid University of Chicago och forskare vid University of California och Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? studerar effekten som heta elektroner i galaxkluster har på den kosmiska mikrovågsbakgrunden, efterglödet från big bang.
Galaxkluster är fyllda med mörk materia, galaxer och varm gas. Elektroner i gasen sprider protonerna och producerar röntgenstrålar. Utsläppen av röntgenstrålar minskar med högre rödförskjutning på grund av de större avstånden som är involverade.
"Det finns också en tendens för elektronerna att ge en del av sin energi till fotonerna från den kosmiska mikrovågsbakgrunden, vilket gör att svartkroppsspektrumet förändras något," sade Mohr. ”Den resulterande snedvridningen? kallas Sunyaev-Zeldovich-effekten? visas som en kall plats på den kosmiska mikrovågsbakgrunden vid vissa frekvenser. Eftersom detta är en snedvridning i spektrumet dimmar den dock inte med avstånd som röntgenstrålar. "
Genom att jämföra röntgenutsläpp och Sunyaev-Zeldovich-effekten kan Mohr studera ännu svaga, högrödväxta galaxkluster som för närvarande är otillgängliga på andra sätt. Sådana mätningar, korrelerande galaxklyngsförskjutningsfördelning, struktur och rumslig fördelning, bör bestämma ekvationen för mörk energi och därför hjälpa till att definiera essensen av mörk energi.
"Inom ramen för vårt standardstrukturbildningsscenario ger galaxundersökningar mätningar av universumets geometri och den mörka materiens och den mörka energin," sade Mohr. "Men för att tolka dessa undersökningar på rätt sätt måste vi först förstå hur strukturen i galaxklyngar förändras när vi ser bakåt i tiden."
Originalkälla: UIUC News Release
