Самая подробная 3D-карта Вселенной показала эволюцию темной энергии
Запущенный в 2019 году Прибор для спектроскопии тёмной энергии или DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) ещё не отработал положенный ему срок, но исследователи уже могут похвастаться неплохими результатами. Например, самой подробной 3D-картой Вселенной. И, возможно, самой точной — по крайней мере, американские астрофизики уверяют, что она превосходит все более ранние карты, вместе взятые.
Масштабное исследование стартовало в 2021 году, а первая выборка наблюдений была опубликована два года спустя. Многие месяцы ушли на тщательный анализ и обработку данных, но теперь первая карта, созданная благодаря DESI, готова. По мнению руководителя проекта, Майкла Леви из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в США, исследование можно считать «новым поколением экспериментов с тёмной энергией».
Новый прибор заглянул в широкую область Вселенной возрастом 8-11 миллиардов лет. И учёным впервые удалось подробно отследить историю её расширения, подгоняемого, теоретически, тёмной энергией.
Причём огромный охват не помеха точности: средняя погрешность, согласно оценкам, составляет около 0,5%, а в отношении самых отдалённых галактик — рекордные 0,82%. Как отмечают учёные, один год работы DESI принёс вдвое лучшие результаты, чем десять лет деятельности прибора предыдущего поколения — SDSS (Sloan Digital Sky Survey).
Всего в выборку вошло более 450 000 квазаров — это самая большая их коллекция, когда-либо собранная для подобного исследования. К концу пятилетнего плана работы DESI должен картографировать около 3 миллионов квазаров и 37 миллионов галактик. Но даже доступный на сегодняшний день массив данных позволил не только закрыть некоторые старые вопросы, но и привёл к постановке новых.
«Пока мы наблюдаем базовое согласие с лучшей на сегодня моделью Вселенной, но мы также видим некоторые потенциально интересные различия, которые могут указывать на то, что тёмная энергия эволюционирует со временем. Они могут исчезнуть, а могут и не исчезнуть с увеличением объема данных, поэтому мы будем рады в ближайшее время приступить к анализу нашей трёхлетней выборки», — подчеркнул Леви.
Одним из центральных объектов для изучения стал хорошо известный, но до сих пор довольно загадочный эффект «леса Лайман-альфа» — многократного повторения в космосе спектральных линий нейтрального водорода. «То, как мы провели анализ, вселяет уверенность в наших результатах, и особенно в том, что лес Лайман-альфа является мощным инструментом для измерения расширения Вселенной», — отметил коллега Леви, астрофизик Жюльен Ги.
Не так давно для изучения эффекта Лайман-альфа был привлечён также новейший космический телескоп «Уэбб». И с его помощью учёным наконец-то удалось ответить на один достаточно каверзный вопрос, касающийся истории данного явления: как вообще этот «лес» мог появиться в совершенно непрозрачной ранней Вселенной? Оказывается, не обошлось без катастрофических столкновений галактик, которые миллиарды лет назад случались куда как чаще, чем теперь.
