Pesquisadores do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), a Universidade de Tóquio e outras instituições começaram um levantamento da distribuição da matéria escura no universo usando o Hyper Suprime-Cam, uma nova câmera de campo amplo instalado na grande-área Telescópio Subaru no Havaí. Os resultados iniciais de observações cobrindo uma área de 2,3 graus quadrados no céu na direção da constelação de Câncer revelou nove grandes concentrações de matéria escura, cada um a massa de um aglomerado de galáxias.
Examinando como a matéria escura é distribuída e como as mudanças de distribuição ao longo do tempo é essencial para a compreensão do papel da energia escura que controla a expansão do universo. Estes primeiros resultados demonstram que os astrônomos têm agora as técnicas e ferramentas para compreender a energia escura. O próximo passo é para a equipe de pesquisa para expandir a pesquisa para cobrir mil graus quadrados no céu, e, assim, desvendar o mistério da energia escura e da expansão do universo.
Mapeando a matéria escura sobre uma região ampla é fundamental para compreender as propriedades da energia escura, que controla a expansão do universo. Estes primeiros resultados demonstram que com as técnicas atuais de pesquisa e tecnologia Hyper Suprime-Cam, a equipe agora está pronto para explorar como a distribuição da matéria escura no universo mudou ao longo do tempo, desvendar o mistério da energia escura, e explorar o universo? S expansão história com grande detalhe.
Suprime-Cam hiper desenvolvedor líder, Dr. Satoshi Miyazaki, do Observatório Astronômico Nacional do Japão? S Centro de Tecnologia Avançada e líder da equipe de pesquisa, elogiou a capacidade do HSC para este trabalho. "Agora sabemos que temos o tanto uma técnica e uma ferramenta para compreender a energia escura. Estamos prontos para usar o Hyper Suprime-Cam para criar um mapa de matéria escura 1000 grau quadrado que revelará a história da expansão do universo com detalhes precisos."
Desde 1929, quando o astrônomo Edwin Hubble descobriu que o universo está em expansão, os astrónomos usaram um modelo de trabalho que teve a taxa de expansão abrandar ao longo do tempo. Atração gravitacional, até recentemente, a única força conhecida agindo entre as galáxias, trabalha contra a expansão. No entanto, na década de 1990, estudos de supernovas distantes mostraram que o universo está se expandindo mais rápido hoje do que era no passado. Esta descoberta necessária uma mudança dramática na nossa compreensão da física: ou lá s algum tipo de "energia escura" com uma força repulsiva que obriga a galáxias de distância, ou a física da gravidade precisa de alguma revisão fundamental (Nota 1)?.
Para desvendar o mistério do universo? S expansão acelerada, é útil olhar para a relação entre a taxa de expansão do universo e da taxa à qual os objetos astronômicos formar. Por exemplo, se o universo está se expandindo rapidamente, levará mais tempo para a matéria a se aglutinar e as galáxias se formam. Por outro lado, se o universo está se expandindo lentamente, é mais fácil para estruturas como as galáxias se formar. Com efeito, não? Sa ligação directa entre a história da formação de estruturas no universo e da história da expansão do Universo? S. O desafio de confirmar a existência de matéria escura e seu efeito sobre a expansão é que a maior parte da matéria no universo é escura e não emite luz. Não pode ser detectado directamente por telescópios, que são máquinas de recolha de luz.
Uma técnica que pode ultrapassar este desafio é a detecção e análise de "lentes fraco". A concentração de matéria escura funciona como uma lente que se dobra a luz que vem até mesmo objetos mais distantes. Ao analisar como que a luz de fundo é dobrada e como a lente distorce as formas dos objetos de fundo, ele? S possível determinar como a matéria escura é distribuída no primeiro plano. Esta análise da matéria escura e os seus efeitos permite que os astrônomos determinar como ela foi montada ao longo do tempo. A história montagem da matéria escura pode estar relacionada com a história da expansão do universo, e deve revelar algumas das propriedades físicas de energia escura, sua força e como ele mudou ao longo do tempo.
Para obter uma quantidade suficiente de dados, os astrônomos precisam observar as galáxias mais de um bilhão de anos-luz de distância, através de uma área maior do que mil graus quadrados (cerca de um quadragésimo de todo o céu). A combinação do telescópio Subaru, com a sua abertura diâmetro de 8,2 metros, e Suprime-Cam, predecessor do Hyper Suprime-Cam? S, com um campo de visão de um décimo de um grau quadrado (comparável ao tamanho da Lua), tem sido uma das ferramentas de maior sucesso na busca de objetos distantes fracos sobre uma vasta área do céu.
No entanto, mesmo para esta poderosa combinação, levantamento de mil graus de céu com a profundidade necessária isn não realista. "É por isso que passou 10 anos para desenvolver o Hyper Suprime-Cam, uma câmera com o mesmo de melhor qualidade de imagem como Suprime-Cam, mas com um campo de visão mais de sete vezes maior", disse Satoshi Miyazaki.
Suprime-Cam hiper foi instalado no Telescópio Subaru em 2012. Na sequência das observações de teste, ele foi disponibilizado para uso aberto pela comunidade astronomia em um programa "estratégico" observar março de 2014., que consiste em mais de 300 noites de observação em cinco anos é também em andamento. A câmera, com 870 milhões de pixels, proporciona imagens que cobrem uma área do céu tão grande como nove luas cheias em uma única exposição, com muito pouca distorção, a uma resolução fina de sete milésimos de grau (0,5 segundos de arco).
Pesquisadores da NAOJ, da Universidade de Tóquio, e colaboradores analisaram dados de teste de comissionamento do Hyper Suprime-Cam? S para ver o quão bem ele pode mapear a matéria escura usando a técnica de lentes gravitacionais fracas. Os dados de uma exposição de duas horas cobrindo 2,3 graus quadrados revelou imagens nítidas de inúmeras galáxias. Ao medir as suas formas individuais, a equipe criou um mapa do esconderijo matéria escura no primeiro plano. O resultado foi a descoberta de nove aglomerados de matéria escura, cada um pesando tanto um aglomerado de galáxias. A confiabilidade da análise lentes fraco, e os mapas matéria escura resultante, foram confirmadas por observações com telescópios que mostram aglomerados de galáxias reais correspondentes aos aglomerados de matéria escura descobertos pelo Hyper Suprime-Cam. Eles utilizaram o arquivado Inquérito Lens Profundo (PI: Tony Tyson, LSST Chief Scientist) de dados para a identificação de cluster óptica.
O número de aglomerados de galáxias pelo Hyper Suprime-Cam excede previsões dos modelos atuais do universo? S história inicial.Como a equipe de pesquisa amplia o mapa de matéria escura de sua meta de mil graus quadrados, os dados devem revelar se esse excesso é real ou apenas um acaso estatístico. Se o excedente for real, ele sugere que não era? T energia como muito escuro como esperado no passado, o que permite que o universo se expandir delicadamente e estrelas e galáxias para formar rapidamente.
Usando lentes fraco para mapear mapa de matéria escura é uma forma de descobrir objetos astronômicos usando sua massa, ao saber que algo existe e quanto ele pesa, ao mesmo tempo. Ele dá uma medida direta da massa que é normalmente disponível quando usando outros métodos de descoberta (Nota 2). Portanto, os mapas de massa de matéria escura são uma ferramenta essencial para a compreensão da história da expansão do universo com precisão e exatidão.
Estes são os primeiros resultados científicos da tecnologia Hyper Suprime-Cam e foram aceitos para publicação no 01 de julho de 2015 edição do Astrophysical Journal.
O Galaxy diário via nins.jp/english
Crédito de imagem: NAOJ / HSC
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