Bildekreditt: Hubble
Nyere bevis ser ut til å indikere at utvidelsen av universet faktisk akselererer - en slags "mørk energi" skyver den fra hverandre. Astronomer som bruker data samlet av Chandra X-Ray Observatory har bestemt at det ikke er tilstrekkelig med stoff (både vanlig og mørk materie) i forskjellige galaktiske klynger for å redegjøre for deres form og stilling, så noe annet må ha effekt.
Universet ser ut til å være gjennomsyret med en usynlig kraft? mørk energi? som skyver den fra hverandre raskere og raskere. Ved å gjennomføre rødskiftundersøkelser av galakse klynger, håper astronomer å lære mer om denne mystiske kraften, og om universets struktur og geometri.
"Galaxy-klynger består av tusenvis av galakser som er gravitasjonsbundet inn i enorme strukturer," sa Joseph Mohr, professor i astronomi ved University of Illinois. "På grunn av universets utvidelse ser klyngene tettere ut ved større rødskift, da universet var yngre og tettere."
Galaxy klyngeundersøkelser som undersøker universet med høy rødforskyvning kan potensielt gi et vell av informasjon om mengden og naturen til både mørk materie og mørk energi, sa Mohr, som vil presentere resultatene av en pågående studie av galakse klynger på et møte i American Physical Society, som avholdes i Albuquerque, NM, 20. til 23. april.
"Til nå har galakse klynger bare blitt brukt til å studere den mørke materiekomponenten i universet," sa Mohr. "Vi ville måle den totale massen i en galakse-klynge, og deretter bestemme brøkdelen av massen som var vanlig, baryonisk materie."
Disse målingene har vist at det ikke er tilstrekkelig baryon og mørk materie til å redegjøre for universets geometri. Astronomer tror nå universet utvider seg med stadig større hastighet, og er dominert av en mystisk mørk energi som må utføre skyvingen.
"Det neste trinnet er å prøve å finne ut noen av detaljene til den mørke energien, for eksempel dens statlige ligning," sa Mohr. "Ved å kartlegge rødskiftdistribusjonen av galakse klynger, skal vi være i stand til å måle likningen av tilstanden til mørk energi, som vil gi noen viktige ledetråder til hva det er og hvordan det ble til."
Mohr bruker data samlet inn av NASAs Chandra røntgenobservatorium for å studere skaleringsrelasjoner? som forholdet mellom masse og lysstyrke eller størrelse? av galakse klynger og hvordan de endres med rødskift. "Disse skaleringsforholdene forventes å utvikle seg med rødforskyvning, og gjenspeiler den økende tettheten av universet på tidligere tider," sa Mohr.
Spesielt Mohr? i samarbeid med John Carlstrom ved University of Chicago og forskere ved University of California og Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? studerer effekten som varme elektroner i galakse klynger har på den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, ettergløden til det store smellet.
Galakse klynger er fylt med mørk materie, galakser og varm gass. Elektroner i gassen sprer protonene og produserer røntgenstråler. Utslippet av røntgenbilder reduseres med høyere rødforskyvning på grunn av større avstander involvert.
"Det er også en tendens til at elektronene gir litt av energien sin til fotonene i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, noe som får svartkroppspekteret til å skifte litt," sa Mohr. “Den resulterende forvrengningen? kalt Sunyaev-Zeldovich-effekten? vises som et kaldt sted på den kosmiske mikrobølgebakgrunnen ved bestemte frekvenser. Fordi dette er en forvrengning i spekteret, dimmer det ikke med avstand som røntgenstråler. "
Ved å sammenligne røntgenutslippet og Sunyaev-Zeldovich-effekten, kan Mohr studere enda svake, høye rødskiftede galakse-klynger som foreløpig er utilgjengelige på andre måter. Slike målinger, korrelerende galakse-klyngen rødskiftfordeling, struktur og romlig fordeling, bør bestemme likningen av tilstanden til mørk energi og derfor bidra til å definere essensen av mørk energi.
"I sammenheng med vårt standardstrukturdanningsscenario gir galakseundersøkelser målinger av universets geometri og den mørke materiens og mørkens natur," sa Mohr. "Men for å tolke disse undersøkelsene ordentlig, må vi først forstå hvordan strukturen i galakse klynger endrer seg når vi ser bakover i tid."
Originalkilde: UIUC News Release
