Placeret på det sydligste punkt på Jorden har det 280 ton, 10 meter brede Sydpoleteleskop hjulpet astronomer med at afsløre naturen af mørk energi og nul ind på den faktiske masse af neutrinoer - undvigende subatomiske partikler, der gennemsyrer universet og indtil for nylig blev det antaget at være helt uden målbar masse.
Det NSF-finansierede South Pole Telescope (SPT) er specifikt designet til at studere hemmelighederne ved mørk energi, den styrke, der angiveligt driver den uophørlige (og tilsyneladende stadig accelererende) udvidelse af universet. Dens observationsevne på millimeterbølgen giver forskere mulighed for at studere den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), der gennemsyrer nattehimlen med det 14 milliarder år gamle ekko fra Big Bang.
Overlejret med aftrykket af CMB er silhuetterne af fjerne galakse klynger - nogle af de mest massive strukturer, der skal dannes inden for universet. Ved at lokalisere disse klynger og kortlægge deres bevægelser med SPT, kan forskere se, hvordan mørk energi - og neutrinoer - interagerer med dem.
”Neutrinoer er blandt de mest rigelige partikler i universet,” sagde Bradford Benson, en eksperimentel kosmolog ved University of Chicagos Kavli Institute for Cosmological Physics. ”Omkring en billion neutrinoer passerer os hvert sekund, skønt du næppe ville bemærke dem, fordi de sjældent interagerer med 'normal' sag.”
Hvis neutrinoer var særligt massiv, ville de have en effekt på de store galakse-klynger, der blev observeret med SPT. Hvis de ikke havde nogen masse, ville der ikke være nogen virkning.
SPT-samarbejdsteamets resultater falder imidlertid et sted imellem.
Selvom kun 100 af de hidtil identificerede 500 klynger er blevet undersøgt, har teamet været i stand til at placere en rimelig pålidelig foreløbig øvre grænse for massen af neutrinoer - igen, partikler, der engang var antaget at have ingen masse.
Tidligere test har også tildelt en nedre grænse for massen af neutrino og således indsnævret den forventede masse af de subatomære partikler til mellem 0,05 - 0,28 eV (elektron volt). Når SPT-undersøgelsen er afsluttet, forventer teamet at have et endnu mere selvsikkert resultat af partiklenes masse.
”Med det fulde SPT-datasæt vil vi være i stand til at placere ekstremt stramme begrænsninger for mørk energi og muligvis bestemme massen af neutrinoerne,” sagde Benson.
”Vi skulle være meget tæt på det nøjagtighedsniveau, der er nødvendigt for at opdage neutrino-masserne,” bemærkede han senere i en e-mail til Space Magazine.
Sådanne præcise målinger ville ikke have været muligt uden Sydpoleteleskopet, som har evnen på grund af sin unikke placering til at observere en mørk himmel i meget lange perioder. Antarktis tilbyder også SPT en stabil atmosfære såvel som meget lave niveauer af vanddamp, der ellers kan absorbere svage millimeterbølgelængdesignaler.
”Sydpoleteleskopet har vist sig at være en kronjuvel af astrofysisk forskning, der udføres af NSF i Antarktis,” sagde Vladimir Papitashvili, programleder for Antarktisk astrofysik og geospace vid NSFs kontor for polære programmer. ”Det har produceret omkring to dusin peer-reviewede videnskabspublikationer, siden teleskopet modtog sit” første lys ”den 17. februar 2007. SPT er et meget fokuseret, velstyret og fantastisk projekt.”
Holdets konklusioner blev præsenteret af Bradford Benson på American Physical Society-mødet i Atlanta den 1. april.
