Billedkredit: Hubble
Nyere beviser synes at indikere, at udvidelsen af universet faktisk accelererer - en slags ”mørk energi” skubber den fra hinanden. Astronomer, der bruger data indsamlet af Chandra X-Ray Observatory, har bestemt, at der er utilstrækkelig stof (både regelmæssig og mørk stof) i forskellige galaktiske klynger til at redegøre for deres form og position, så noget andet må have en effekt.
Universet ser ud til at være gennemsyret med en usynlig kraft? mørk energi? det skubber det hurtigere og hurtigere fra hinanden. Ved at gennemføre rødskiftundersøgelser af galakse klynger, håber astronomer at lære mere om denne mystiske kraft og om universets struktur og geometri.
”Galaxy-klynger består af tusinder af galakser, der tyngdekraft er bundet i enorme strukturer,” sagde Joseph Mohr, professor i astronomi ved University of Illinois. ”På grund af universets udvidelse ser klyngerne tættere ud ved større rødskift, da universet var yngre og tættere.”
Galaxy klyngeundersøgelser, der undersøger universet med høj rødskift, kan potentielt give et væld af oplysninger om mængden og naturen af både mørkt stof og mørk energi, sagde Mohr, der vil præsentere resultaterne af en igangværende undersøgelse af galakse klynger på et møde i American Physical Society, der afholdes i Albuquerque, NM, 20.-23. April.
”Indtil nu er galakse-klynger kun blevet brugt til at studere universets mørke stofkomponent,” sagde Mohr. "Vi ville måle den samlede masse i en galakse-klynge og derefter bestemme den brøkdel af masse, der var almindeligt, baryonisk stof."
Disse målinger har vist, at der ikke er tilstrækkelig baryonisk og mørk stof til at redegøre for universets geometri. Astronomer mener nu, at universet udvider sig med stadig stigende hastighed og domineres af en mystisk mørk energi, der skal udføre skubningen.
”Det næste skridt er at prøve at finde ud af nogle af detaljerne i den mørke energi, såsom dens ligning af tilstand,” sagde Mohr. "Ved at kortlægge rødskiftfordelingen af galakse-klynger, skulle vi være i stand til at måle ligningen mellem tilstand af mørk energi, hvilket ville give nogle vigtige ledetråde til, hvad det er, og hvordan det kom til at være."
Mohr bruger data indsamlet af NASAs Chandra røntgenobservatorium til at studere skaleringsrelationer? såsom forholdet mellem masse og lysstyrke eller størrelse? af galakse klynger, og hvordan de ændrer sig med rødskift. ”Disse skaleringsforhold forventes at udvikle sig med rødskift, hvilket afspejler universets stigende tæthed på tidligere tidspunkter,” sagde Mohr.
Især Mohr? i samarbejde med John Carlstrom ved University of Chicago og forskere ved University of California og Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? studerer den virkning, som varme elektroner i galakse klynger har på den kosmiske mikrobølgebakgrund, efterglødet fra big bang.
Galakse klynger er fyldt med mørkt stof, galakser og varm gas. Elektroner i gassen spreder protonerne og producerer røntgenstråler. Emissionen af røntgenstråler mindskes med højere rødskift på grund af de større involverede afstande.
”Der er også en tendens til, at elektronerne giver nogle af deres energi til fotonerne i den kosmiske mikrobølgebakgrund, hvilket får sort-legemsspektret til at skifte lidt,” sagde Mohr. ”Den resulterende forvrængning? kaldet Sunyaev-Zeldovich-effekten? vises som et koldt sted på den kosmiske mikrobølgebakgrund ved visse frekvenser. Fordi dette er en forvrængning i spektret, dæmpes det dog ikke med afstand som røntgenstråler. ”
Ved at sammenligne røntgenemissionen og Sunyaev-Zeldovich-effekten kan Mohr studere endnu svage, højrødskiftede galakse-klynger, der i øjeblikket er utilgængelige på andre måder. Sådanne målinger, der korrelerer rødskiftfordeling, struktur og rumlig fordeling af galakse, bør bestemme ligningen mellem mørk energi og derfor hjælpe med at definere essensen af mørk energi.
"Inden for rammerne af vores standardstrukturdannelsesscenarie giver galakseundersøgelser målinger af universets geometri og arten af det mørke stof og mørk energi," sagde Mohr. "Men for korrekt at fortolke disse undersøgelser, skal vi først forstå, hvordan strukturen i galakseholdklynger ændrer sig, når vi ser bagud i tiden."
Original kilde: UIUC News Release
