Novo istraživanje koje ispituje strukturu i evoluciju klastera galaksija pokazuje dobro slaganje s predviđanjima standardnih kozmoloških modela.
Kozmolozi su pronašli nove dokaze za standardni model kozmologije – ovaj put koristeći podatke o strukturi klastera galaksija.
U nedavnoj studiji, tim predvođen fizičarima s Nacionalnog laboratorija SLAC i Sveučilišta Stanford, izvršio je detaljna mjerenja X-zračenja iz klastera galaksija, što je otkrilo raspodjelu materije unutar njih. Zauzvrat, podaci su pomogli znanstvenicima testirati vladajuću teoriju o strukturi i evoluciji svemira, poznatu kao Lambda-CDM. Međutim, doći do toga nije bio jednostavan zadatak.
Evo u čemu je problem: Izvođenje raspodjele mase klastera galaksija iz njihovog X-zračenja najpouzdanije je kada je energija u plinu unutar klastera uravnotežena s privlačnom silom gravitacije, koja drži cijeli sustav na okupu. Mjerenja raspodjele mase u stvarnim klasterima stoga se usredotočuju na one koji su se smirili u “opušteno” stanje. Kada se uspoređuju s teoretskim predviđanjima, bitno je uzeti u obzir ovaj odabir opuštenih klastera.
The Three Hundred Project
Imajući to na umu, diplomantica fizike na Stanfordu, Elise Darragh-Ford, i njezini kolege proučavali su računalno simulirane klastere koje je proizveo The Three Hundred Project. Projekt THE THREE HUNDRED simulacija je 324 velika klastera galaksija modeliranih različitim hidrodinamičkim ponovnim simulacijama pune fizike i poluanalitičkim modelima (SAM). Njegova je svrha osigurati veliki katalog teorijski modeliranih klastera galaksija za kozmološku i astrofizičku primjenu
Prvo su izračunali kako bi X-zračenje za svaki simulirani klaster trebalo izgledati. Zatim su na simulirane slike primijenili iste kriterije promatranja koji se koriste za identifikaciju opuštenih klastera galaksija iz stvarnih podataka kako bi suzili skupinu.
Znanstvenici su mjerili odnose između tri svojstva
Znanstvenici su zatim mjerili odnose između tri svojstva – mase klastera, koliko je ta masa centralno koncentrirana i crvenog pomaka klastera, koji odražava koliko je svemir bio star kada je emitirana svjetlost koju mi danas promatramo – za simulirane klastere The Three Hundred Project i 44 stvarna klastera promatrana s NASA-inim rendgenskim opservatorijem Chandra.
Tim je pronašao dosljedne rezultate iz oba skupa podataka: općenito, klastere su tijekom vremena postajale sve više centralno koncentrirane, dok su u bilo kojem trenutku manje masivni klasteri bili više centralno koncentrirani od masivnijih. “Izmjerene veze iznimno se dobro slažu između promatranja i teorije, pružajući snažnu podršku paradigmi Lambda-CDM”, rekla je Darragh-Ford.
U budućnosti
U budućnosti znanstvenici se nadaju da će moći proširiti veličinu skupova podataka kako promatranih, tako i simuliranih klastera galaksija u svojoj analizi. SLAC-ovi podržani projekti koji će se pokrenuti u sljedećih nekoliko godina, uključujući Rubinov opservatorij za istraživanje svemira i vremena te četvrti eksperiment generacije kozmičke mikrovalne pozadine (CMB-S4), pomoći će u identifikaciji mnogo većeg broja klastera galaksija, dok će planirane svemirske misije, poput satelita ATHENA Europske svemirske agencije, moći nadopuniti mjerenjima X-zraka. Kozmolozi SLAC-a također rade na proširenju veličine i preciznosti računalnih simulacija kozmosa, čime će biti moguće proučavati klastere galaksija u većem detalju i postaviti stroge granice alternativnim kozmološkim scenarijima.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
