Новый способ нанести на карту вселенную
Новый метод мог бы скоро позволить космологам нанести на карту вселенную, даже когда они не могут выбрать отдельные галактики. Если бы это работает, исследователи были бы в состоянии исследовать структуру в 500 раз больше из вселенной, чем они учились до сих пор. «Это – первый новаторский эксперимент, показывающий, что это может быть сделано», говорит Ави Леб, теоретический астрофизик в Гарвардском университете, не вовлеченный в работу.
Наша галактика проживает в огромной «космической паутине» темной материи, таинственный материал, до сих пор показавший себя только через его силу тяжести. Галактики лежат в нитях темной материи, и ученые добились больших успехов в отслеживании этой «крупномасштабной структуры» путем картографирования тех ярких маяков. Астрономы, работающие со Слоаном, Цифровой Обзор Неба использовал 2,5-метровый телескоп в апачской Обсерватории Пункта в Веснушке, Нью-Мексико, для картографирования места больше чем 930 000 близлежащих галактик, определяя расстояние до каждого тем, сколько расширение вселенной протянуло, или «redshifted», длина волны света галактики.
К сожалению, галактики, больше чем 5 миллиардов световых лет далеко так тусклы, что обзор Слоана не может определить их. Напротив, послесвечение большого взрыва обеспечивает своего рода астрономические обои, это составляет приблизительно 45 миллиардов световых лет далеко. Таким образом, ученые рассмотрели только 0,1% заметной вселенной, говорит Леб.
Но это могло измениться благодаря работе во главе с космологом Цу-Чингом Чангом из Академии Sinica в Тайбэе и университета Торонто в Канаде. Вместо того, чтобы искать свет от отдельных галактик с оптическим телескопом, бригада преследовала различный карьер, красным перемещенные радиоволны, испускаемые атомами водорода, плавающими в огромных облаках в галактиках. Та отличительная «21-сантиметровая» радиация может быть прослежена с радио-телескопом, даже если объем не имеет достаточного количества угловой резолюции для решения отдельных галактик, говорит Чанг.
Для доказательства его Чанг и коллеги обучили 100 метров Роберт К. Берд Зеленый Телескоп Банка в Западной Вирджинии на определенных участках неба. Вычитая радио-сигналы, в 100,000 раз более сильные от нашей собственной галактики и от телевидения, они обнаружили стертые 21-сантиметровые сигналы от галактик приблизительно 6 миллиардов к 12 миллиардам световых лет далеко. Они не могли вполне решить пространственные разновидности в жаре достаточно хорошо, чтобы доказать, что они только видели своего рода хаотический шум в своей системе. Но они могли сказать, что разновидности, которые они видели, соответствовали карте галактик, сделанных предыдущим оптическим обзором, как бригада сообщает в завтрашней проблеме Природы. Та взаимная корреляция подтверждает, что радио-эмиссия действительно фактически прослеживает крупномасштабную структуру вселенной, говорит Чанг.
Чтобы быть полезным в картографировании вселенной, метод должен быть очищен так, чтобы исследователи должны были изучить только разновидности в одной только 21-сантиметровой радиации. «Мы работаем над этим прямо сейчас», говорит Чанг. Со специальным радио-телескопом подход мог нанести на карту целых 50% заметной вселенной, намного быстрее и более дешевой, чем обзоры галактики могут, Леб сказать.
Фактически, Чанг и коллеги развивают планы относительно просто такого радио-телескопа. Чанг говорит, что это стоило бы приблизительно $20 миллионов, крошечная часть радио-астрономов за $2 миллиарда хотят для предложенного Множества квадратного километра (SKA) радио-телескопов, стремящегося прослеживать крупномасштабную структуру путем расположения отдельных галактик. Если новый метод работает, то в том отношении «он действительно несколько устраняет потребность в СКА», говорит Крис Кэрилли из Национальной Радио-Обсерватории Астрономии в Сокорро, Нью-Мексико. Но Чанг быстр, чтобы указать, что СКА имеет другие цели также.
