Zwakke lensonderzoeken, zoals HSC, geven de voorkeur aan een iets minder solide Universe (links) dan het voorspelde Planck-model (rechts). De afbeeldingen laten een klein, maar merkbaar verschil zien
Onlangs lukte het onderzoekers om de diepste uitgebreide driedimensionale kaart van de verdeling van materie in de ruimte vrij te geven. Dit maakt het mogelijk om de nauwkeurigheid van de donkere energiebeperkingen te vergroten met behulp van de Hyper Suprime-Cam (HSC) -beoordeling.
Het moderne universum is een vrij grote plaats. De ruimte is de afgelopen 14 miljard jaar uitgegroeid, met het weven van sterrenstelsels en donkere materie door zwaartekracht en het creëren van een verbazingwekkend landschap met holtes. Zwaartekracht aantrekkende materie heeft ook invloed op onze visie op astronomische objecten. Wanneer licht van verre melkwegstelsels naar de aarde reist, buigt de aantrekkingskracht van andere objecten in het pad de gloed. Als gevolg hiervan zijn de waargenomen sterrenstelsels vervormd vanwege het fenomeen van zwaartekrachtlensvorming. Binnen dergelijke vervormingen is er een grote hoeveelheid informatie die een beter begrip van de verdeling van materie in het universum en de aard van donkere energie mogelijk maakt.
De HSC-kaart is gebaseerd op gegevens van de Japanse Subaru-telescoop en laat onderzoekers zwaartekrachtvervorming in beelden van 10 miljoen sterrenstelsels meten.
Links: driedimensionale kaart van de donkere materie van het universum, afgeleid van een van de zes HSC-observatiezones en weergegeven op de achtergrond met verschillende tinten blauw (heldere gebieden zijn donkere materie). De kaart is afgeleid van de vervormingen van galactische vormen, aangegeven door witte lijnen. Hun lengte zendt de hoeveelheid vervorming uit, en de hoek komt overeen met de richting. Rechts: metingen worden geactiveerd door licht van verre sterrenstelsels die door het heelal gaan en afwijkende materie in verschillende tijdperken HSC scant het dichtstbijzijnde heelal in een smallere, maar diepe vorm, waardoor het mogelijk is om de zwakkere sterrenstelsels te bestuderen en een duidelijke kaart te vormen van de verdeling van donkere materie.
De onderzoekers vergeleken de nieuwe kaart met de fluctuaties die voorspeld waren door de satellietobservaties van Planck. HSC-metingen waren lager, maar het Planck-model was statistisch consistent. De situatie met lagere resultaten doet nog steeds twijfels rijzen over de vraag of de donkere energie zichzelf als de kosmologische constante van Einstein leidt.
Kosmologische beperkingen van het cluster van het universum van vandaag (S8) worden voorspeld met behulp van observaties van de ruimte op verschillende tijdstippen. De HSC-meting wordt in het rood weergegeven en wordt beschouwd als een van de meest verre metingen met zwakke zwaartekrachtslensing. Ze moeten worden vergeleken met de resultaten van Planck, verkregen uit waarnemingen van de CMB in het zeer vroege universum, en andere moderne experimenten KiDS en DES
De kaart geeft een vollediger beeld van hoeveel donkere energie er is, met details over zijn eigenschappen en deelname aan het versnellen van het proces van ruimtelijke uitzetting. Het meten van vervorming veroorzaakt door zwaartekrachtlenswerking is moeilijk. Het feit is dat dit effect klein is, en verstoringen in galactische vormen kunnen worden gecreëerd door de atmosfeer, telescoop en detector. Om nauwkeurige informatie te krijgen, moeten wetenschappers er zeker van zijn dat alle effecten alleen over het lensen gaan.
De lensstudies, zoals HSC, geven de voorkeur aan een veel minder solide universum dan Planck voorspelde. De afbeeldingen laten een lichte maar merkbare discrepantie zien met het computermodel. Is dit een statistische fluctuatie? Astronomen blijven meer gegevens verzamelen om dit probleem te begrijpen.
Daarom heeft het team gedetailleerde simulatiegegevensmodellering voor HSC gemaakt op basis van afbeeldingen van de Hubble-ruimtetelescoop. In deze simulaties slaagden we er in om galactische vormen te corrigeren om vormvervormingen te verwijderen die veroorzaakt werden door externe effecten. Resultaten worden geëxtraheerd uit het eerste jaar van HSC-studiegegevens. Over het algemeen moet HSC gedurende 5 jaar gegevens verzamelen, waardoor het gedrag van donkere energie nog beter zichtbaar wordt en de evolutie van sterrenstelsels en massieve galactische clusters kan worden bestudeerd.
