Pressemeddelelse

Det Sorte Stof er måske mere jævnt fordelt end ventet

Der er kommet et spændende og kontroversielt resultat ud af en nøje observation af et større himmelområde med VST

7. december 2016

Der er måske ikke så meget mørkt stof, og det er måske mere jævnt fordelt i rummet end tidligere ment, hvis man kan tro analyserne af et kæmpe oversigtsstudium foretaget med ESOs VLT Survey Telescope i Chile. Et internationalt forskerhold har brugt data fra oversigtsdatabasen Kilo Degree Survey (KiDS) for at finde ud af, hvordan lyset fra omkring 15 millioner fjerne galakser er blevet påvirket af tyngdekræfterne fra stof i Universets helt store skala. De nye resultater ser ud til ikke at stemme med tidligere resultater fra Plancksatellitten.

Hendrik Hildebrandt fra Argelander-Institut für Astronomie i Bonn, Tyskland og Massimo Viola fra Leiden Observatoriet i Nederlandene er ledere af et forskerhol [1], som kommer fra institutioner over hele Verden. Forskerne har bearbejdet data fra Kilo Degree Survey (KiDS), foretaget med ESOs VLT Survey Telescope (VST) in Chile. Til analysen har astronomerne brugt billeder fra KiDS,af fem områder på himlen, som dækker et område omkring 2200 gange større end fuldmånen[2], og her er der omkring 15 millioner galakser.

Den fremragende billedkvalitet, som kan opnås med VST på Paranalobservatoriet kombineret med ny computersoftware har gjort det muligt for forskerne at måle på den effekt, som kaldes cosmic shear (der er ikke noget dansk begreb, som dækker. Shear er vrid eller forskydning) med en nøjagtighed, som er noget af det mest præcise, som endnu er foretaget. Cosmic shear er en variant af en anden effekt; svag gravitationslinsning, hvor lys udsendt fra fjerne galakser bliver afbøjet en smule af tyngdekræfterne fra store stofmængder, som de for eksempel findes i galaksehobe.

Når det drejer sig om cosmic shear er det ikke galaksehobene, men selve Universets storskalastruktur som forvrider lyset, og effekten er endnu svagere. Det er derfor nødvendigt at se på optagelser, som for eksempel fra KiDS, hvor man har vidvinklede optagelser, som samtidigt går meget dybt til svage lysstyrker. Kun i disse tilfælde kan man opfange det meget svage spor af forvridningen, men når det lykkes, kan astronomerne bruge målingerne til at kortlægge fordelingen af det stof i rummet, som forårsager tyngdekræfterne. Det aktuelle arbejde dækker det hidtil største himmelområde, som er kortlagt med denne teknik.

Og nu til det mest spændende: resultaterne ser ud til ikke at stemme overens med det, man har beregnet fra målingerne med European Space Agencys (ESA) Plancksatellit. Planck er den rummission, som indtil nu bedst har kunnet give os de grundliggende værdier for Universets struktur. KiDS-gruppens målinger af, hvor klumpet stoffet er rundt omkring i Universet - og det er en afgørende kosmologisk parameter —   er betragteligt lavere end hvad vi tidligere har fået fra Plancks data[3].

Massimo Viola forklarer: "Det seneste resultat tyder på, at det mørke stof i det kosmiske netværk, hvor der findes omkring en fjerdedel af stoffet i Universet, er mindre klumpet end vi tidligere mente."

Det mørke stof er meget svært at detektere. At det overhovedet er der, kan kun udledes fra de effekter, som tyngdekraften fra mørkt stof har.. Det er undersøgelser, som den aktuelle, som for tiden er de bedste til at afgøre formen, mængden og fordelingen af det usynlige stor.

Det overraskende resultat af undersøgelsen her har også betydning for vores dybere forståelse af Universet og dets udvikling over de næsten 14 milliarder år, det har eksisteret. Når der opstår en så markant uoverensstemmelse med tidligere velfunderede resultater fra Planck, betyder det, at astronomerne må til at omformulere nogle af de helt grundliggende teorier om Universets udvikling.

Hendrik Hildebrandt kommenterer: “Det, vi her har fundet, vil forbedre vores teoretiske modeller for, hvordan Universet har udviklet sig fra starten og indtil idag.”

KiDSanalysen af data fra VST er et vigtigt skridt, men med fremtidige teleskoper vil vi kunne gå endnu dybere og bredere i vores undersøgelser af rummet.

En tredje leder af forskergruppen, Catherine Heymans fra University of Edinburgh i UK tilføjer: “Det er ganske komplekst at trevle udviklingen siden Big Bang op, men ved fortsat at studere de fjerneste egne af himlen, kan vi nå frem til et billede af, hvordan Universet, som det ser ud idag, har udviklet sig."

“Vi finder en spændende afvigelse fra Planck-kosmologien i øjeblikket. Med fremtidige rummissioner som for eksempel Euclidsatellitten og med LSST (Large Synoptic Survey Telescope) vil vi kunne gentage disse målinger, og så vil vil bedre kunne forstå, hvad det virkelig er, Universet forsøger at fortælle os," slutter Konrad Kuijken (Leiden Observatoriet, Nederlandene), som er ledende forsker ved KiDS projektet.

Noter

[1] Det internationale KiDSforskerhold omfatter videnskabsfolk fra Tyskland, Nederlandene, UK, Australien, Italien, Malta og Canada.

[2] Det svarer til omkring 450 kvadratgrader, eller cirka 1% af hele himmelkuglen.

[3] Den parameter, som er målt, kaldes S₈. Værdien er en kombination af størrelsen af tæthedsfluktuationerne og gennemsnitstætheden i et område af Universet. Store fluktuationer i de dele af Universet, hvor der er lav stoftæthed, virker på samme måde som mindre variationer i tættere områder, og med observationer af den svage linsevirkning kan man ikke skelne de to. Ottetallet refererer til den udstrækning på 8 megaparsec, som er den normale skalastørrelse i denne slags undersøgelser.

Mere information

Resultaterne her findes i en artikel med titlen “KiDS-450: Cosmological parameter constraints from tomographic weak gravitational lensing”, af H. Hildebrandt et al. Den offentliggøres i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Forskerholdet består af H. Hildebrandt (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), M. Viola (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), C. Heymans (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), S. Joudaki (Centre for Astrophysics & Supercomputing, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australien), K. Kuijken (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), C. Blake (Centre for Astrophysics & Supercomputing, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australien), T. Erben (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), B. Joachimi (University College London, London, UK), D Klaes (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), L. Miller (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK), C.B. Morrison (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), R. Nakajima (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), G. Verdoes Kleijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, Nederlandene), A. Amon (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), A. Choi (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), G. Covone (Department of Physics, University of Napoli Federico II, Napoli, Italien), J.T.A. de Jong (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), A. Dvornik (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), I. Fenech Conti (Institute of Space Sciences and Astronomy (ISSA), University of Malta, Msida, Malta; Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta), A. Grado (INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italien), J. Harnois-Déraps (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK; Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada), R. Herbonnet (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), H. Hoekstra (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), F. Köhlinger (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Nederlandene), J. McFarland (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, Nederlandene), A. Mead (Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada), J. Merten (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK), N. Napolitano (INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italien), J.A. Peacock (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), M. Radovich (INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italien), P. Schneider (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), P. Simon (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), E.A. Valentijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, Nederlandene), J.L. van den Busch (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Tyskland), E. van Uitert (University College London, London, UK) and L. van Waerbeke (Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen
• Billeder af VST

Kontakter

Hendrik Hildebrandt
Argelander-Institut für Astronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 73 1772
E-mail: hendrik@astro.uni-bonn.de

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 (0)71 527 8442
E-mail: viola@strw.leidenuniv.nl

Catherine Heymans
Institute for Astronomy, University of Edinburgh
Edinburgh, United Kingdom
Tel: +44 131 668 8301
E-mail: heymans@roe.ac.uk

Konrad Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 715275848
Mobil: +31 628956539
E-mail: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei Munchen, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1642 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.