Para ahli astrofisika yang mempelajari perluasan Alam Semesta dengan katalog galaksi terbesar yang pernah dirangkai mengantar era menarik kosmologi presisi. Pekan lalu, Sloan Digital Sky Survey (SDSS) mengeluarkan rilis data publik terakhirnya, dan para ilmuwan yang bekerja dalam program terbesarnya, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) juga mempresentasikan hasil akhir mereka pada pertemuan American Astronomical Society di Seattle, Washington.
Dengan memetakan lebih dari 10.000 derajat persegi - 25% dari langit - BOSS "mengukur ekspansi dipercepat semesta kita dengan survei redshift extragalactic terbesar di dunia," menurut Direktur SDSS-III Daniel Eisenstein dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Hasil BOSS mencakup pengukuran baru dan akurat dari laju ekspansi alam semesta (disebut "konstanta Hubble") dan kepadatan materi, yang mencakup materi gelap, bintang, gas, dan debu.
BOSS melakukan pengamatannya di Teleskop Sloan Foundation 2,5 meter di Apache Point Observatory di New Mexico, menghasilkan spektrum dan posisi spasial untuk 1,5 juta galaksi dan 300.000 quasar dalam volume yang setara dengan kubus dengan panjang 8,5 miliar tahun cahaya di satu sisi (lihat gambar di atas). Para astronom menggunakan dataset kaya ini untuk memetakan distribusi objek dan untuk mendeteksi skala karakteristik yang dicetak oleh osilasi akustik baryon di alam semesta awal. Gelombang suara merambat ke luar seiring waktu, seperti riak yang menyebar di kolam, dan ditandai oleh sinyal pengelompokan skala besar di posisi galaksi yang relatif satu sama lain (lihat ilustrasi di bawah). Dengan menganalisis sinyal ini pada waktu yang berbeda, adalah mungkin untuk mempelajari perilaku "energi gelap" misterius yang menyebabkan percepatan perluasan alam semesta.
Dalam hasil akhir BOSS, ratusan ilmuwan dalam kolaborasi internasional mengukur skala ini dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Secara khusus, Ashley Ross dari Ohio State University mempresentasikan hasil yang menunjukkan kekuatan menggabungkan analisis distribusi galaksi transversal dan garis pandang. Dalam sebuah makalah oleh Eric Aubourg dan kolaborator, para astronom BOSS mengukur skala jarak kosmik galaksi di alam semesta "lokal" dan quasar di alam semesta jarak dengan kesalahan sistematis yang sangat kecil — kurang dari tingkat 1% — ketika dikombinasikan dengan gelombang mikro kosmik kendala latar belakang. Analisis kosmologis mereka menghasilkan pengukuran konstanta Hubble dan kerapatan materi alam semesta yang konsisten dengan kosmologi materi gelap dingin “datar” dengan konstanta kosmologis (lihat di bawah). Model kosmologis termasuk lengkungan, energi gelap yang berkembang, atau neutrino masif tidak sepenuhnya dikesampingkan tetapi kurang didukung oleh data daripada sebelumnya. Hasil lain dari kolaborasi akan dikirimkan untuk publikasi dalam beberapa bulan mendatang.
Dataset BOSS “mewakili standar emas dalam memetakan jaringan galaksi yang terdiri dari struktur skala besar Alam Semesta ... Data memungkinkan kita untuk melacak, dengan presisi yang lebih besar daripada sebelumnya, keberadaan energi gelap, perilaku gravitasi pada skala kosmik, dan efek neutrino masif, ”kata Chris Blake dari Swinburne University, tidak berafiliasi dengan kolaborasi.
Ke mana tim BOSS akan pergi dari sini? Kolaborasi ini telah mulai bekerja pada SDSS-IV, yang misinya selama enam tahun termasuk survei BOSS (eBOSS) yang ambisius. Menurut Koordinator Penargetan eBOSS Jeremy Tinker dari New York University, pengamatan eBOSS lebih dari 700.000 quasar akan secara tepat mengukur skala jarak "pada rezim pergeseran merah yang jauh lebih tinggi yang tidak tercakup oleh survei skala besar saat ini."
Anda dapat membaca lebih lanjut tentang BOSS dan memperbarui tentang tiga komponen SDSS lainnya di artikel kami sebelumnya di sini.
Situs web SDSS
(Pengungkapan penuh: Ramin Skibba telah menjadi anggota kolaborasi BOSS selama 2010-2012.)
