15:57 2024-02-14
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Măsurătorile sondajului cu raze X eROSITA arată coerența cu fundalul cosmic cu microunde
_ eROSITA X-ray sky survey măsurătorile arată consecvența cu fundalul cosmic cu microunde
Analiza modului în care grupurile de galaxii, cele mai mari obiecte din univers, evoluează în timpul cosmic, a dat măsurători precise ale conținutului total de materie și a aglomerației sale, raportează oamenii de știință din Consorțiul german eROSITA, condus de Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră și cu participarea Universității din Bonn.
Rezultatele confirmă modelul cosmologic standard și atenuează așa-numita tensiune S8, în același timp oferind perspective asupra masei evazive a neutrinilor. Analiza se bazează pe unul dintre cele mai mari cataloage de clustere de galaxii și superclustere. Un pilon important în analiză este „cântărirea” clusterelor de galaxii descoperite, pentru care Universitatea din Bonn a contribuit major.
eROSITA este un telescop spațial cu raze X de la bordul satelitului Spectrum-RG, lansat în iulie 2019. În urmă cu două săptămâni, consorțiul german eROSITA și-a publicat datele din primul sondaj pe tot cerul. Scopul principal al studiului este de a înțelege mai bine cosmologia prin măsurarea creșterii în timpul cosmic a clusterelor de galaxii, unele dintre cele mai mari structuri din univers.
Urmărirea evoluției clusterelor prin razele X emise prin gaz fierbinte, așa cum este detectat de eROSITA, combinat cu măsurători robuste de masă ale acestor clustere prin lentile gravitaționale slabe, au fost făcute măsurători precise și precise atât ale cantității totale de densitate a materiei din univers, cât și ale aglomerației sale. În timp ce măsurătorile anterioare aglomerației folosind diferite tehnici, în special fundalul cosmic cu microunde (CMB) și așa-numita forfecare cosmică, păreau inconsecvente unele cu altele, măsurătorile eROSITA arată acum consistență cu CMB.
„eROSITA are acum a stabilit măsurarea evoluției clusterelor ca un instrument pentru cosmologia de precizie”, a spus dr. Esra Bulbul (MPE), principalul om de știință al grupurilor de clustere și al echipei de cosmologie eROSITA, care a furnizat rezultate inovatoare. „Parametrii cosmologici pe care îi măsurăm din clusterele de galaxii sunt în concordanță cu CMB de ultimă generație, care arată că același model cosmologic este valabil de la scurt timp după Big Bang și până în prezent.”
Conform standardului cosmologic. model, numit modelul Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), universul infantil era o mare extrem de fierbinte și densă de fotoni și particule. De-a lungul timpului cosmic, mici variații de densitate au crescut în galaxiile mari și grupurile de galaxii pe care le putem vedea astăzi. Observațiile clusterului eROSITA arată că materia de toate tipurile (vizibilă și întunecată) cuprinde 29% din bugetul total de masă/energie al universului, în acord excelent cu valorile obținute din măsurătorile CMB, care a fost emisă atunci când universul a devenit prima dată. transparent.
Pe lângă măsurarea densității totale a materiei din univers, eROSITA a măsurat și aglomerația distribuției materiei, descrisă prin așa-numitul parametru S8. O dezvoltare importantă în cosmologie în ultimii ani a fost așa-numita „tensiune S8”. Această tensiune apare deoarece experimentele CMB măsoară o valoare S8 mai mare decât, de exemplu, sondajele de forfecare cosmică.
O nouă fizică este implicită, cu excepția cazului în care această tensiune poate fi rezolvată, iar eROSITA a făcut exact asta. „eROSITA ne spune că universul s-a comportat așa cum era de așteptat de-a lungul istoriei cosmice”, spune dr. Vittorio Ghirardini, cercetătorul postdoctoral la MPE, care a condus studiul de cosmologie postat pe serverul de preprintare arXiv. „Nu există nicio tensiune cu CMB – poate că cosmologii se pot relaxa puțin acum”.
Cele mai mari obiecte din univers transportă și informații despre cele mai mici particule: neutrini. Aceste particule ușoare sunt aproape imposibil de detectat. Din abundența celor mai mari halouri de materie întunecată din univers, echipa eROSITA a obținut constrângeri stricte asupra masei celor mai ușoare particule cunoscute. Rezultatele clusterului eROSITA oferă cea mai strânsă măsurare combinată a masei neutrinilor de până acum din orice sondă de cosmologie observațională.
O componentă importantă a analizei sunt măsurătorile slabe ale lentilelor gravitaționale. Acest efect descrie distorsiuni coerente care sunt imprimate pe formele observate ale galaxiilor îndepărtate atunci când razele lor de lumină trec prin câmpul gravitațional al structurilor din prim-plan. În timp ce studiile de forfecare cosmică verifică efectul în direcții aleatorii, acesta poate fi măsurat și în vecinătatea clusterelor de galaxii pentru a estima masele acestora.
Echipa eROSITA a efectuat astfel de măsurători încorporând date din trei sondaje curente cu lentile gravitaționale slabe. , Dark Energy Survey (DES), Hyper Suprime Cam Survey (HSC) și Kilo-Degree Survey (KiDS). Aceste măsurători calibrează relația dintre semnalul de raze X eROSITA și masa clusterului, permițând astfel compararea cu predicțiile modelului cosmologic.
„Sunt mândru de echipa slabă de lentile care a făcut o treabă excelentă în furnizarea analiză din toate cele trei sondaje principale cu lentile slabe pentru calibrarea în masă a clusterului eROSITA, care a permis aceste constrângeri cosmologice; ceva ce nu a mai fost atins până acum”, spune prof. dr. Thomas Reiprich de la Institutul Argelander pentru Astronomie (AIfA) de la Universitatea din Bonn , care a condus pachetul de lucru de calibrare a masei lentilelor slabe în cadrul echipei eROSITA cluster și cosmologie din 2019 până la sfârșitul anului 2023.
El este, de asemenea, membru al Arii de Cercetare Transdisciplinară (TRA) „Materia” a Universitatea din Bonn. Analiza sondajului „KiDS” cu lentile slabe și, de asemenea, comparația detaliată între toate cele trei sondaje este prezentată astăzi într-o lucrare, postată și ca preprint pe arXiv și condusă de Florian Kleinebreil, Ph.D. student în grupul Prof. Dr. Tim Schrabback.
O mare parte a acestei lucrări a fost realizată la AIfA, până când ambii s-au mutat la Universitatea din Innsbruck în toamna anului 2022. „Am descoperit că cele trei Sondajele cu lentile generează constrângeri de masă consistente pentru clusterele eROSITA, oferind un test de consistență important pentru analiza generală”, explică Kleinebreil.
„Analiza finalizată demonstrează puterea remarcabilă de constrângere cosmologică oferită de analizele combinate ale stării de - mostre de clustere de galaxii de ultimă generație și sondaje cu lentile slabe. În mod emoționant, acest domeniu va avansa și mai mult în următorii ani, și datorită sosirii programelor de lentile slabe de generație următoare, inclusiv cel realizat de noul telescop spațial Euclid al ESA", adaugă. Schrabback.
Comentarii:
Adauga Comentariu