Odhalena přesná umístění více než 1 milionu galaxií

Průzkum Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS), mezinárodní spolupráce napříč 14 institucemi, pokryl oblohu o velikosti 50 čtverečních stupňů, podobně jako přibližně 250 úplňků.

Byl schopen určit vzdálenosti galaxií s nebývalou přesností pomocí speciálně navržené kamery PAUCam na 4,2metrovém dalekohledu Williama Herschela (WHT) v La Palma ve Španělsku. Toto zahrnovalo galaxií více než 10 miliard světelných let daleko.

Průzkumy vzdálených galaxií přicházejí ve dvou variantách: fotometrické průzkumy, které pořizují vysoce věrné snímky oblohy a zachycují všechny astronomické objekty které jsou dostatečně jasné, aby je bylo možné na těchto snímcích detekovat, a spektroskopické průzkumy, které se zaměřují na známý zdroj světla a studují jeho spektrum, tj. jeho rozložení světla v širokém rozsahu vlnových délek.

Tento režim je omezen na to, kolik galaxií lze pozorovat a jak slabé mohou být, ale poskytuje množství informací o každé galaxii.

Člen spolupráce profesor Benjamin Joachimi z katedry fyziky a astronomie UCL vysvětlil, že PAUS „spojuje výhody fotometrických a spektroskopických průzkumů“.

Řekl: “Pořizujeme snímky, a proto zachycujeme všechny viditelné objekty na obloze, ale děláme to tak, že na kameru umístíme filtry s úzkými vlnovými délkami, takže víme, že světlo, které shromažďujeme, pochází z určité části spektra. Pomocí 40 takových filtry, můžeme rekonstruovat verzi spektra galaxie s nízkým rozlišením.

“Průzkum nám umožní prozkoumat, jak se galaxie spojují s jejich prostředím, které se většinou skládá z temná hmotaa pochopit, jak daleko jsou galaxie určitého typu a jasnosti, což nám pomáhá dělat přesnější vědu s průzkumy, které tyto informace nemají.”

Nový katalog umožní astronomům vytvářet přesnější mapy, aby pochopili, jak se formuje struktura ve vesmíru, a studovat expanzi vesmíru pod vlivem temné hmoty a temné energie.

Předpokládá se, že temná energie tvoří asi 70 % vesmíru a je zodpovědná za zrychlující se expanzi vesmíru, ale její povaha zůstává záhadou.

Spolupráci vedl Institute of Space Sciences (ICE-CSIC), podporovaný španělským ministerstvem vědy, inovací a univerzit. Data byla shromážděna přes 200 nocí v letech 2015 až 2019. Katalog je k dispozici na Web PAUS a CosmoHub webový portál.

Profesor Enrique Gaztañaga, ředitel průzkumu PAU založeného na univerzitě v Portsmouthu, ICE-CSIC a Institutu vesmírných studií Katalánska (IEEC), řekl: „Průzkum PAU nabízí průlomový přístup k vytváření kosmických map, který je možný díky návrh a vývoj nového nástroje a specializovaného přehled shromažďovat a analyzovat data způsobem, který dosud nebyl. Bylo mi ctí spolupracovat s tak talentovanou a spolehlivou skupinou.”

Vydání katalogu je podrobně popsáno ve dvou článcích. Byla provedena jedna kalibrace dat PAUS zveřejněno v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Druhý, o měření vzdáleností, byl přijat k publikaci MNRAS a je k dispozici na arXiv předtiskový server.

David Navarro-Gironés, Ph.D. student na ICE-CSIC a první autor knihy arXiv papíru, řekl: „Velkou výhodou PAUS je, že…[allows] pro vysoce přesné měření vzdálenosti. Tato úroveň přesnosti je klíčová pro studium struktury vesmíru, což zase vyžaduje data z velkého počtu galaxií.“

Devět let po svém prvním rozsvícení v roce 2015 je PAUS schopen měřit vzdálenosti mnoha vzdálených galaxií s relativní přesností 0,3 %. Tým v současné době používá tato data k vylepšení kalibrace stávajících kosmologických průzkumů.

Například data PAUS se používají ke zlepšení analýz a simulací slabé čočky temná energie mise, jako je mise Euclid Evropské vesmírné agentury, jejíž masivní optická kamera byla sestrojena mezinárodním týmem vedeným výzkumníky UCL, a Rubin Observatory’s Legacy Survey of Space and Time (LSST).