Kredit gambar: SDSS
Para astronom dari Sloan Digital Sky Survey telah mengumpulkan data untuk membangun peta 3 dimensi yang tepat yang merinci gugusan galaksi dan materi gelap. Tim SDSS - 200 astronom di 13 negara - mengukur Semesta mengandung 70% energi gelap (kekuatan misterius yang mengusir galaksi terpisah), 25% materi gelap, dan 5% materi normal.
Para astronom dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS) telah melakukan pengukuran paling akurat hingga saat ini dari pengelompokan kosmik galaksi dan materi gelap, menyempurnakan pemahaman kita tentang struktur dan evolusi Semesta.
"Dari awal proyek di akhir 80-an, salah satu tujuan utama kami adalah pengukuran presisi tentang bagaimana galaksi mengelompok di bawah pengaruh gravitasi," jelas Richard Kron, direktur SDSS dan profesor di The University of Chicago.
Juru bicara Proyek SDSS Michael Strauss dari Universitas Princeton dan salah satu penulis utama studi baru menjelaskan bahwa: "Pola pengelompokan ini menyandikan informasi tentang kedua materi tak kasat mata yang menarik galaksi dan tentang fluktuasi benih yang muncul dari Big Bang."
Temuan ini dijelaskan dalam dua makalah yang diserahkan ke Astrophysical Journal dan ke Physical review D; mereka dapat ditemukan di situs web pracetak fisika, www.arXiv.org, pada 28 Oktober.
PETA FLUKTUASI
Model kosmologis terkemuka meminta ekspansi ruang yang cepat yang dikenal sebagai inflasi yang memperluas fluktuasi kuantum mikroskopis setelah ledakan Dentuman Besar ke skala besar. Setelah inflasi berakhir, gravitasi menyebabkan fluktuasi benih ini tumbuh ke galaksi dan pola pengelompokan galaksi yang diamati di SDSS.
Gambar fluktuasi benih ini dirilis dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) pada bulan Februari, yang mengukur fluktuasi radiasi peninggalan dari Semesta awal.
"Kami telah membuat peta tiga dimensi terbaik dari Semesta hingga saat ini, memetakan lebih dari 200.000 galaksi hingga dua miliar tahun cahaya lebih dari enam persen dari langit," kata penulis utama penelitian ini, Michael Blanton dari New York University. Pola pengelompokan gravitasi dalam peta ini mengungkapkan susunan Semesta dari efek gravitasinya dan, dengan menggabungkan pengukurannya dengan WMAP, tim SDSS mengukur materi kosmik yang terdiri dari 70 persen energi gelap, 25 persen dark matter, dan lima persen masalah biasa.
SDSS adalah dua survei terpisah dalam satu: galaksi diidentifikasi dalam gambar 2D (kanan), kemudian ditentukan jaraknya dari spektrumnya untuk membuat peta 3D sedalam 2 miliar tahun cahaya (kiri) di mana setiap galaksi ditampilkan sebagai satu titik, warna yang mewakili luminositas - ini hanya menunjukkan 66.976 galaksi kita dari 205.443 galaksi di peta yang terletak dekat bidang ekuator Bumi. (Klik untuk jpg resolusi tinggi, versi tanpa garis.)
Mereka menemukan bahwa neutrino tidak bisa menjadi konstituen utama materi gelap, menempatkan di antara kendala terkuat hingga saat ini pada massa mereka. Akhirnya, penelitian SDSS menemukan bahwa data konsisten dengan prediksi terperinci dari model inflasi.
KONFIRMASI KOSMIK
Angka-angka ini memberikan konfirmasi kuat dari yang dilaporkan oleh tim WMAP. Dimasukkannya temuan SDSS baru membantu meningkatkan akurasi pengukuran, lebih dari mengurangi separuh ketidakpastian dari WMAP pada kerapatan materi kosmik dan pada parameter Hubble (laju ekspansi kosmik). Selain itu, pengukuran baru setuju dengan hasil canggih yang menggabungkan WMAP dengan survei redshift galaxy 2dF galaxy Anglo-Australia.
"Galaksi yang berbeda, instrumen yang berbeda, orang yang berbeda dan analisis yang berbeda - tetapi hasilnya setuju", kata Max Tegmark dari University of Pennsylvania, penulis pertama pada kedua makalah tersebut. "Klaim luar biasa membutuhkan bukti luar biasa", kata Tegmark, "tetapi kami sekarang memiliki bukti luar biasa untuk materi gelap dan energi gelap dan harus menganggapnya serius, tidak peduli seberapa mengganggu mereka tampaknya."
Hasil SDSS baru (titik hitam) adalah pengukuran paling akurat sampai saat ini tentang bagaimana kepadatan Semesta berfluktuasi dari satu tempat ke tempat lain dalam skala jutaan tahun cahaya. Pengukuran ini dan pengukuran kosmologis lainnya sesuai dengan prediksi teoritis (kurva biru) untuk Semesta yang terdiri dari 5% atom, 25% materi gelap, dan 70% energi gelap. Semakin besar skala yang kita rata-rata, semakin seragam Semesta muncul. (Klik untuk jpg resolusi tinggi, tanpa versi embel-embel.)
"Tantangan sebenarnya adalah sekarang untuk mengetahui apa sebenarnya zat-zat misterius ini", kata penulis lain, David Weinberg dari Ohio State University.
SDSS BESAR-SKALA BAWAH
SDSS adalah survei astronomi paling ambisius yang pernah dilakukan, dengan lebih dari 200 astronom di 13 lembaga di seluruh dunia.
"SDSS benar-benar dua survei dalam satu", jelas Project Scientist James Gunn dari Princeton University. Pada malam-malam yang paling murni, SDSS menggunakan kamera CCD bidang lebar (dibangun oleh Gunn dan timnya di Universitas Princeton dan Maki Sekiguchi dari Japan Participation Group) untuk mengambil gambar langit malam dalam lima gelombang luas dengan tujuan menentukan posisi dan kecerahan absolut dari lebih dari 100 juta benda langit di seperempat dari seluruh langit. Ketika selesai, kamera adalah yang terbesar yang pernah dibuat untuk keperluan astronomi, mengumpulkan data dengan kecepatan 37 gigabytes per jam.
Pada malam hari dengan nonsen atau awan ringan, kamera pencitraan diganti dengan sepasang spektograf (dibangun oleh Alan Uomoto dan timnya di The Johns Hopkins University). Mereka menggunakan serat optik untuk memperoleh spektra (dan dengan demikian pergeseran merah) dari 608 objek sekaligus. Tidak seperti teleskop tradisional di mana malam dibagikan di antara banyak astronom yang melakukan berbagai program ilmiah, teleskop SDSS 2.5m tujuan khusus di Apache Point Observatory di New Mexico dikhususkan hanya untuk survei ini, untuk beroperasi setiap malam yang cerah selama lima tahun. .
Rilis data publik pertama dari SDSS, yang disebut DR1, berisi sekitar 15 juta galaksi, dengan pengukuran jarak pergeseran merah untuk lebih dari 100.000 di antaranya. Semua pengukuran yang digunakan dalam temuan yang dilaporkan di sini akan menjadi bagian dari rilis data kedua, DR2, yang akan tersedia untuk komunitas astronomi pada awal 2004.
Strauss mengatakan SDSS mendekati titik setengah dalam tujuannya untuk mengukur satu juta galaksi dan pergeseran merah quasar.
"Kegembiraan yang sebenarnya di sini adalah bahwa garis bukti yang berbeda dari latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), struktur skala besar dan pengamatan kosmologis lainnya semuanya memberi kita gambaran yang konsisten tentang Semesta yang didominasi oleh energi gelap dan materi gelap", kata Kevork Abazajian Laboratorium Akselerator Nasional Fermi dan Laboratorium Nasional Los Alamos.
Sumber Asli: Rilis Berita Sloan Digital Sky Survey
