Создана самая большая и подробная 3D-карта Вселенной

Национальная обсерватория Китт-Пик в аризонской пустыне
Национальная обсерватория Китт-Пик в аризонской пустыне
Спектроскопический прибор темной энергии, который работает в Аризоне, уже нанес на карту больше галактик, чем когда бы то ни было.

Однако такой результат — это всего лишь 10% запланированных работ. Об этом сообщает лаборатория Лоуренса в Беркли.

Цель проекта — изучение темной энергии с помощью красного смещения далеких галактик.

Трехмерное компьютерное сканирование Вселенной DESI. Земля находится в левом нижнем углу и смотрит на расстояние более 5 миллиардов световых лет в направлении созвездия Девы. По ходу видео перспектива перемещается в сторону созвездия Волопаса. Каждая цветная точка представляет собой галактику, которая, в свою очередь, состоит из сотен миллиардов звезд. Гравитация затянула галактики в «космическую паутину» из плотных скоплений, нитей и пустот. (Источник: Д. Шлегель/Лаборатория Беркли с использованием данных DESI)

Спектроскопический прибор темной энергии (английская аббревиатура DESI) собирает подробные изображения цветового спектра миллионов галактик на более чем трети всего неба.

Разбивая свет от каждой галактики на спектр цветов, DESI может определить, насколько сильно свет сместился в красную сторону — световая волна за миллиарды лет растягивается к красному концу спектра из-за расширения Вселенной, прежде чем достигает Земли. Именно эти красные смещения позволяют оценить глубину неба. Чем сильнее смещен спектр галактики в красную сторону, тем дальше она находится.

Имея под рукой трехмерную карту космоса, физики могут наносить на карту скопления и сверхскопления галактик. Эти структуры несут в себе отголоски своего первоначального формирования, когда они были просто рябью в зачаточном космосе. Улавливая их, физики могут использовать данные для определения истории расширения Вселенной.

Понимание истории расширения имеет решающее значение — так можно спрогнозировать, ни больше ни меньше, судьбу всей Вселенной.

Сегодня около 70% всего в мире составляет темная энергия — таинственная форма энергии, которая ускоряет расширение Вселенной. По мере расширения последней появляется все больше темной энергии, что еще больше ускоряет расширение. Темная энергия в конечном итоге определит судьбу Вселенной: будет ли она расширяться вечно? Схлопнется ли снова сама в себя? Или разорвется? Ответить на эти вопросы можно, узнав больше о том, как темная энергия вела себя в прошлом, и сравнивая историю расширения с историей роста.

Так что максимально подробная карта Вселенной — лишь средство для достижения этой научной цели.

«В этом много красоты. В распределении галактик на 3D-карте есть огромные скопления, нити и пустоты. Это самые большие объекты во Вселенной. Но в них вы найдете отпечаток очень ранней Вселенной и историю ее расширения с тех пор», — говорит ученый из лаборатории Беркли Жюльен Гай.

Специальные роботы контролируют размещение оптических волокон на зеркале DESI с точностью до 10 микрон.

«Десять микрон — это очень мало. Это меньше толщины человеческого волоса. И вам нужно расположить каждого робота так, чтобы он собирал свет от галактик, находящихся за миллиарды световых лет от нас», — сказал физик Клаус Хоншайд из Университета штата Огайо, один из научных сотрудников проекта.

Пока идет сбор данных для изучения темной энергии и расширения Вселенной, проект попутно также помогает изучать, например, черные дыры в центрах малых галактик или квазары.

Над составлением карты Вселенной также работает российско-немецкая орбитальная обсерватория «Спектр-РГ». Если DESI сканирует небо в оптическом диапазоне, наш «Спектр» — в рентгеновском. Кроме того, наш аппарат находится на орбите, что существенно увеличивает обзор, тогда как DESI работает в американской Национальной обсерватории Китт-Пик в аризонской пустыне.