A sötét energia megértéséhez 40 millió galaxist térképeznek fel a csillagászok
Az univerzum 70 százalékát alkotó titokzatos sötét energia megértéséhez 40 millió galaxist térképeznek fel a csillagászok egy nemzetközi együttműködésben végzett kutatás során, amelyben részt vesz az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének (CSFK CSI) munkatársa is.
Az univerzum egyre gyorsuló kozmikus tágulása a világegyetem körülbelül 70 százalékát kitöltő titokzatos sötét energiával hozható összefüggésbe, amelyet a projekt során a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) segítségével térképeznek fel a csillagászok.
Az ötéves projektben a kutatók összesen közel 40 millió galaxist, kvazárt és csillagot vizsgálnak. A kollaboráció a közelmúltban nyilvánosságra hozta az első 2 millió objektum adatait, amelyek ellenőrzésében Kovács András, az ELKH CSFK CSI tudományos munkatársa, az intézetben működő Lendület-kutatócsoport vezetője is részt vett.
A kutatók magyarázata szerint ahogy az univerzum tágul, a benne utazó fény hullámhossza is megnyúlik, azaz vörösebbé válik. Erre a jelenségre kozmológiai vöröseltolódásként szokás hivatkozni. Minél távolabb van a vizsgált galaxis, annál nagyobb a vöröseltolódás, amelynek a pontos meghatározása optikai spektrumok felvételével rendkívül idő- és műszerigényes folyamat.
A néhány színszűrővel végzett pontatlanabb, de nagy területet lefedő fotometrikus becslések és az égbolt kisebb részét felmérő, ám pontosabb spektroszkópiai programok után a DESI projekt arra specializálódott, hogy ezek előnyeit kombinálva nagy pontossággal gyűjtsön vöröseltolódás-adatokat az égbolt jelentős hányadáról. Ezeket aztán a kutatók felhasználhatják a kozmológia legnagyobb rejtélyeinek, köztük olyan kérdéseknek a megoldására, mint hogy mi az a sötét energia és hogyan változott az univerzum története során.
A beszámoló szerint a 80 terabájtos adathalmaz az égboltfelmérés 2020-ban és 2021-ben végzett tesztfázisainak hat hónapja alatt készült 2480 expozícióból származik, ennek ellenőrzésében vett részt Kovács András. Az egyesült államokbeli Arizona államban működő DESI spektrográf üzembe helyezése és a hivatalos tudományos folyamat kezdete között a kutatók megbizonyosodtak róla, hogy a távcső használati terve megfelel a tudományos céloknak. Emellett ellenőrizték többek között, hogy mennyi időbe telik különböző fényességű galaxisok megfigyelése, és megerősítették a részletesebben megfigyelendő galaxisok kiválasztását.
"A tény, hogy a DESI kiválóan működik, és hogy a felmérés tesztfázisa során rögzített tudományos minőségű adatmennyiség összemérhető a korábban befejezett égboltfelmérésekkel, monumentális teljesítmény" - hangsúlyozta a közleményben Nathalie Palanque-Delabrouille, a DESI társszóvivője és a kísérletet irányító kaliforniai Lawrence Berkeley National Laboratory tudósa.
"Ez az eredmény azt mutatja, hogy a DESI egy egyedülálló spektroszkópos égboltfelmérés, amelynek adatai nemcsak lehetővé teszik a sötét energia tanulmányozását, hanem a teljes tudományos közösség számára is hasznosak lesznek más témák, például a sötét anyag, a gravitációs lencsézés és a galaxismorfológia szempontjából" - tette hozzá.
A DESI műszer 5000 robotpozícionálót használ az optikai szálak mozgatásához, amelyek a millió vagy milliárd fényévre lévő objektumokból érkező fényt rögzítik. Ez a világ legnagyobb teljesítményű többobjektumos égboltfelmérési spektrográfja, amely egyetlen éjszaka alatt több mint 100 000 galaxis fényét képes megmérni. A beérkező fény spektrumának részletei információt nyújtanak a kutatóknak az objektum távolságáról a vöröseltolódása révén, így létrehozható egy háromdimenziós kozmikus térkép a Tejútrendszer körüli anyag eloszlásáról, akár milliárd fényéves skálákon.
Mint írták, a felmérés tesztelésének egyik kulcsfontosságú eleme volt az azonosító szoftverek fejlesztése, amelyek automatikusan osztályozzák a több tízmillió csillag, galaxis és kvazár spektrumait az elkövetkező öt év során.
"A felmérés tesztfázisában vizuálisan is ellenőriztük több ezer megfigyelt DESI-spektrum minőségét és a megfigyelések osztályozását csillagokra, fényes galaxisokra és távolról is látható aktív galaxismagokra, azaz kvazárokra is" - idézi a közlemény Kovács Andrást.
"Sikerült optimalizálnunk a klasszifikációs algoritmusokat és megerősíteni a DESI megfigyelési stratégiáját. A saját kutatásaim szempontjából különösen a kozmikus háló távoli régióinak a kvazárok által kirajzolódó térképe lesz érdekes, amely segíthet az univerzum legextrémebb szuperhalmazainak azonosításában is, abban a korban vizsgálódva, amikor az univerzum csupán negyedannyi idős volt, mint napjainkban" - tette hozzá a kutató.
A kollaboráció tudományos cikkeket is közzétett az előzetes adatközléshez kapcsolódóan, amelyek a galaxisok csoportosulásának korai statisztikus mérései mellett ritka kvazárok tanulmányozását, valamint a teleszkóp működésének és a felmérés terveinek leírásait is tartalmazzák.
A DESI által előállított kivételes spektroszkópiai adathalmaz nemcsak a kozmológiai rejtélyek megértését segíti elő, hanem rengeteg információt nyújt például a galaxisok centrumában lévő szupermasszív fekete lyukak tulajdonságainak vizsgálatához, a galaxisok képződésének és fejlődésének tanulmányozásához, valamint a körülöttük lévő csillagok és a galaxisok közti anyag feltérképezéséhez is, miközben egy új tudósgeneráció kineveléséhez is hozzájárul - írták a közleményben.
Forrás: MTI
