스카이 서베이(Sky Survey), 암흑 물질에 대한 가장 정확한 지도 생성

하늘의 10개 지역은 암흑 에너지 카메라가 2000년 동안 여러 번 촬영한
하늘의 10개 지역은 암흑 에너지 카메라가 2000년 동안 여러 번 촬영한 "깊은 필드"로 선택되었습니다. 이 조사를 통해 먼 은하계를 엿볼 수 있고 은하계의 3D 분포를 결정하는 데 도움이 됩니다. 코스모스. 이미지에는 은하계가 가득합니다. 사실 이 이미지에 있는 거의 모든 단일 개체는 은하계입니다. 몇 가지 예외에는 수십 개의 소행성과 우리 은하계에 있는 소수의 전경 별이 포함됩니다.암흑 에너지 조사/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA 감사의 글: T.A. 총장(알래스카 앵커리지 대학교/NSF의 NOIRLab), M. Zamani(NSF의 NOIRLab) & D. de Martin (NSF의 NOIRLab)

우리는 그것을 볼 수 없지만 거기에 있다는 것을 압니다. 암흑물질 1930년대부터 천문학자들을 당황하게 만들었습니다. 우리는 일반 물질이 우주에 존재하는 모든 물질의 5%만을 차지하며, 나머지 68%는 암흑 에너지로, 27%는 암흑 물질로 구성되어 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 이 물질과 에너지의 정확한 성격은 여전히 ​​논쟁의 대상입니다.

자세한 내용을 알아보려면 암흑 에너지 조사(DES)라는 프로젝트를 통해 지구의 8분의 1을 차지하는 2억 2,600만 개 이상의 은하를 관찰했습니다. 우주가 무엇으로 구성되어 있고 어떻게 구성되어 있는지에 대해 가장 정확한 측정을 제공할 수 있는 데이터를 수집합니다. 확장. 프로젝트의 첫 3년 동안의 데이터는 현재 공개되고 있습니다. 29개의 새로운 과학 논문.

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“우주의 물질 대부분은 암흑물질이다.” 설명했다 École Normale Supérieure 및 University College London의 Niall Jeffrey 연구 중 하나의 공동 저자입니다. “밤하늘의 넓은 부분에 걸쳐 이렇게 거대하고 숨겨진 구조물을 엿볼 수 있다는 것은 정말 놀라운 일입니다. 이러한 구조는 칠레의 암흑 에너지 카메라(Dark Energy Camera)에서 촬영한 사진을 통해 수억 개의 먼 은하의 왜곡된 형태를 사용하여 드러났습니다.”

Jeffrey의 그룹은 인공 지능 방법을 사용하여 DES 데이터를 분석하여 남반구에서 본 암흑 물질 지도를 만들었습니다. 최종 지도는 이 반구에서 보이는 하늘의 약 1/4을 차지합니다.

DES로 매핑된 암흑 물질 영역이 분홍색으로 표시된 남반구 하늘 지도입니다.
DES로 매핑된 암흑 물질 영역이 분홍색으로 표시된 남반구 하늘 지도입니다.N. Jeffrey/Dark Energy Survey 협력

“주로 암흑 물질을 보여주는 우리 지도에서는 ​​가시 물질과 비슷한 패턴을 볼 수 있습니다. 오직 – 커다란 빈 공극으로 분리된 조밀한 물질 덩어리가 있는 거미줄 같은 구조입니다.” Jeffrey 설명했다. "이러한 우주 규모의 구조를 관찰하면 우주에 관한 근본적인 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다."

연구자들은 중력 렌즈라는 기술을 통해 암흑 물질의 중력이 빛을 왜곡하는 방식을 확인함으로써 암흑 물질의 지도를 그릴 수 있었습니다. 이러한 왜곡을 통해 그들은 특정 지역에 얼마나 많은 암흑 물질이 존재해야 하는지 추정할 수 있었습니다. 이 작업은 3D 우주를 2D 지도로 평면화하므로 다음 조사 단계에서 연구자들은 암흑 물질에 대한 3D 보기를 구축하려고 합니다.

DES가 수집한 데이터는 우주론의 큰 질문에 대해서도 알려줄 수 있습니다. 우주는 빅뱅 이후에 성장했으며 우주가 얼마나 "매끄러웠는지" - 얼마나 많은 물질이 덩어리져 있는지를 의미 함께. 실제로, 프로젝트에서 계산된 매끄러움은 현재 모델이 예측했던 것과 약간 벗어난 것 같습니다. 프로젝트 연구원들은 발견된 부드러움에 차이가 있는지 이해하기 위해 더 많은 데이터를 수집하고 싶다고 말합니다. DES 조사와 우주 마이크로파 배경(CMB)이라고 불리는 빅뱅에서 남은 방사선 분석 사이.

"DES와 같은 은하 조사와 CMB 분석 사이의 모순을 찾는 것은 매우 흥미로울 것입니다. 왜냐하면 새로운 물리학에 대한 힌트를 제공할 것이기 때문입니다." 말했다 다른 논문의 공동 저자인 Pablo Lemos. "물질 클러스터링에서 관찰된 이러한 차이는 그러한 모순 중 하나일 수 있지만 이를 확인하려면 더 많은 데이터가 필요합니다."

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