スローンが宇宙の3Dマップを作成

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画像クレジット:SDSS

スローンデジタルスカイサーベイの天文学者は、銀河と暗黒物質のクラスターを詳細に示す正確な3次元マップを構築するためにデータを収集しました。 SDSSチーム(13か国の200人の天文学者)は、宇宙が70%の暗黒エネルギー(銀河を反発させる不思議な力)、25%の暗黒物質、5%の通常の物質を含んでいると測定しました。

スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)の天文学者たちは、銀河と暗黒物質の宇宙クラスタリングについてこれまでで最も正確な測定を行い、宇宙の構造と進化についての理解を深めています。

「80年代後半のプロジェクトの当初から、私たちの主要な目標の1つは、重力の影響下で銀河がどのように集まるかを正確に測定することでした」と、シカゴ大学のリチャードクロン(SDSSのディレクター兼教授)は説明しました。

SDSSプロジェクトの広報担当者であるプリンストン大学のMichael Straussと新しい研究の筆頭著者の1人は、次のように述べています。「このクラスタリングパターンは、銀河を引っ張る目に見えない物質とビッグバンから出現したシードの変動の両方に関する情報をエンコードします。」

調査結果は、Astrophysical JournalとPhysical review Dに提出された2つの論文に記載されています。それらは、10月28日の物理プレプリントWebサイト(www.arXiv.org)にあります。

変動のマッピング
主要な宇宙論モデルは、インフレーションとして知られる空間の急速な拡大を引き起こし、ビッグバンの激しい余波における微視的な量子ゆらぎを巨大なスケールに引き伸ばしました。インフレーションが終了した後、重力によりこれらの種の変動が銀河に成長し、SDSSで観測された銀河クラスタパターンが発生しました。

これらの種子変動の画像は、2月にウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ(WMAP)からリリースされました。WMAPは、初期宇宙からの遺物放射の変動を測定しました。

「私たちはこれまでに最高の宇宙の3次元マップを作成し、20万光年までの20万光年の銀河を6パーセントの空からマッピングしました」と研究の別の筆頭著者であるニューヨーク大学のMichael Blantonは述べています。このマップの重力クラスタリングパターンは、その重力効果から宇宙の構成を明らかにし、それらの測定値をWMAPからのそれと組み合わせることにより、SDSSチームは宇宙物質を70%の暗黒エネルギー、25%の暗黒物質、5%で構​​成されると測定しました普通の問題。

SDSSは2つの別々の調査です:銀河は2D画像で識別され(右)、スペクトルから距離が決定され、20億光年の深さの3Dマップが作成されます(左)。各銀河は単一の点として表示されます。明度を表す色–これは、地球の赤道面の近くにあるマップ内の205,443個の銀河のうち66,976個のみを示しています。 (高解像度のjpg、線のないバージョンについてはクリックしてください。)
彼らは、ニュートリノが暗黒物質の主要な構成要素ではあり得ないことを発見し、それらの質量にこれまで最も強い制約を課しました。最後に、SDSSの調査では、データがインフレモデルの詳細な予測と一致していることがわかりました。

宇宙の確認
これらの数値は、WMAPチームによって報告された数値を強力に確認します。新しいSDSSの調査結果を含めることで、宇宙物質密度とハッブルパラメータ(宇宙膨張率)に関するWMAPからの不確実性を半減するだけでなく、測定精度を向上させることができます。さらに、新しい測定値は、WMAPをアングロオーストラリアの2dF銀河の赤方偏移調査と組み合わせた以前の最先端の結果とよく一致しています。

「異なる銀河、異なる機器、異なる人々、異なる分析–しかし結果は一致する」とペンシルベニア大学のマックステグマークは述べています。 「異常な主張には異常な証拠が必要です」とTegmarkは言います、「しかし、私たちは今、ダークマターとダークエネルギーの異常な証拠を持っているので、どんなに厄介に見えても真剣に受け止めなければなりません。」
新しいSDSSの結果(黒い点)は、宇宙の密度が数百万光年のスケールで場所ごとにどのように変動するかについて、これまでで最も正確な測定値です。これらおよび他の宇宙論的測定は、5%の原子、25%の暗黒物質、70%の暗黒エネルギーで構成される宇宙の理論的予測(青い曲線)と一致します。平均化するスケールが大きいほど、ユニバースはより均一に表示されます。 (高解像度のjpgをクリックすると、飾りのないバージョンになります。)

オハイオ州立大学の別の著者であるデビッドウェインバーグは、次のように述べています。

SDSSラージスケールアンダーテイキング
SDSSは、これまでに行われた最も野心的な天文調査で、世界中の13の機関に200人以上の天文学者がいます。

「SDSSは実際には2つの調査を1つにまとめたものです」とプリンストン大学のプロジェクト科学者ジェームズガンは説明しました。最も原始的な夜に、SDSSは広視野CCDカメラ(プリンストン大学のガンと彼のチーム、および日本参加グループの関口牧が作成した)を使用して、5つの広い波長帯で夜空を撮影します。全天の4分の1にある1億個を超える天体の位置と絶対輝度。完成すると、カメラは天文学の目的で構築された史上最大の規模となり、毎時37ギガバイトの速度でデータを収集しました。

月明かりまたは穏やかな雲に覆われた夜、イメージングカメラは2組の分光器(魚本アランとジョンズホプキンス大学の彼のチームによって作成された)に置き換えられます。彼らは光ファイバーを使用して、一度に608個のオブジェクトのスペクトル(したがって赤方偏移)を取得します。さまざまな科学プログラムを実施する多くの天文学者の間で夜が分割される従来の望遠鏡とは異なり、ニューメキシコのアパッチポイント天文台にある専用の2.5m SDSS望遠鏡は、この調査にのみ専念して、晴れた夜を5年間運用します。 。

DR1と呼ばれるSDSSからの最初の公開データリリースには、約1,500万個の銀河が含まれ、そのうちの10万個以上の赤方偏移距離が測定されました。ここで報告された調査結果で使用されたすべての測定値は、2番目のデータリリースDR2の一部になります。DR2は、2004年の初めに天文学コミュニティで利用可能になる予定です。

ストラウス氏は、SDSSは100万個の銀河とクエーサーの赤方偏移を測定するという目標の中間点に近づいていると述べました。

「ここでの真の興奮は、宇宙マイクロ波背景(CMB)、大規模構造、および他の宇宙論的観測からの証拠の異なるラインがすべて、暗黒エネルギーと暗黒物質に支配された宇宙の一貫した絵を私たちに与えていることです」とKevork Abazajianフェルミ国立加速器研究所とロスアラモス国立研究所の。

元のソース:Sloan Digital Sky Surveyニュースリリース

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