Å forstå noe vi ikke kan se har vært et problem som astronomer har overvunnet tidligere. Ved hjelp av den sterke gravitasjonslinsemetoden - der en massiv galakse-klynge fungerer som en kosmisk forstørrelseslinse - har et internasjonalt team av astronomer kunnet studere unnvikende mørk energi for første gang. Teamet rapporterer at når de kombineres med eksisterende teknikker, forbedrer resultatene deres aktuelle målinger av universets masse og energiinnhold.
Ved å bruke data hentet av Hubble-romteleskopet så vel som bakkebaserte teleskoper, analyserte teamet bilder av 34 ekstremt fjerne galakser som ligger bak Abell 1689, en av de største og mest kjente galakse-klyngene i universet.
Gjennom gravitasjonslinsen til Abell 1689 klarte astronomene, ledet av Eric Jullo fra JPL og Priyamvada Natarajan fra Yale University, å oppdage de svake, fjerne bakgrunnsgalakser - hvis lys ble bøyd og projisert av klyngens enorme gravitasjonstrekk - i en på samme måte som linsen til et forstørrelsesobjektiv forvrenger et objekts bilde.
Ved å bruke denne metoden var de i stand til å redusere den totale feilen i dens ligningssammenligningsparameter med 30 prosent, kombinert med andre metoder.
Måten bildene ble forvrengt ga astronomene ledetråder om geometrien i rommet som ligger mellom jorden, klyngen og de fjerne galakser. "Innholdet, geometrien og skjebnen til universet er knyttet sammen, så hvis du kan begrense to av disse tingene, lærer du noe om det tredje," sa Natarajan.
Teamet var i stand til å begrense rekkevidden av nåværende estimater om mørk energis effekt på universet, angitt med verdien w, med 30 prosent. Teamet kombinerte sin nye teknikk med andre metoder, inkludert bruk av supernovaer, røntgen-galakse-klynger og data fra Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) romfartøy, for å begrense verdien for w.
"Mørk energi er preget av forholdet mellom dets trykk og dens tetthet: dette er kjent som statens ligning," sa Jullo. ”Målet vårt var å prøve å tallfeste dette forholdet. Den lærer oss om egenskapene til mørk energi og hvordan den har påvirket utviklingen av universet. "
Mørk energi utgjør omtrent 72 prosent av all massen og energien i universet og vil til syvende og sist bestemme skjebnen. De nye resultatene bekrefter tidligere funn om at naturen til mørk energi sannsynligvis tilsvarer et flatt univers. I dette scenariet vil utvidelsen av universet fortsette å akselerere, og universet vil utvide seg for alltid.
Astronomene sier at den virkelige styrken til dette nye resultatet er at det tenker ut en helt ny måte å hente ut informasjon om den unnvikende mørke energien, og det gir store løfter for fremtidige applikasjoner.
I følge forskerne krevde metoden deres flere, nøye trinn for å utvikle. De brukte flere år på å utvikle spesialiserte matematiske modeller og presise kart over saken - både mørke og “normale” - som til sammen utgjør Abell 1689-klyngen.
Funnene vises i 20. august-utgaven av tidsskriftet Science.
Kilder: Yale University, Science Express. ESA Hubble.
