A Világegyetem legnagyobb térképe

Elkészítették a Világegyetem eddigi legátfogóbb térképét, amely közel 5 milliárd fényéves távolságig körülbelül egymillió galaxist ábrázol.

Forrás: D Hogg/M Blanton/SDSS CollaborationNéhány galaxis a SDSS felmérésből

Két kutatócsoport elkészítette a Világegyetem jelenlegi legnagyobb térképét, amely a jelenleg a legtöbb távoli galaxist ábrázolja. Chris Blake (University of British Columbia, Kanada) és munkatársai több mint egymillió csillagváros becsült valódi pozícióját tüntették fel térképükön. A legtávolabbi objektumok több mint 5 milliárd fényévre vannak tőlünk. A másik csoport Nikhil Padmanabhan (Princeton University) vezetésével hasonló eredményre jutott, ők közel 600 ezer galaxist ábrázoltak, amelyek a teljes égboltnak mintegy egytizedén oszlanak el.

A munka keretében a Sloan Digital Sky Survey felmérés során észlelt több mint egymillió galaxis pozícióját és színét vizsgálták. Korábban egy hasonlóan részletes térkép elkészítésének fő akadálya az volt, hogy nem tudták kellően sok galaxis távolságát - mindössze azok látszólagos égi irányát ismerték. A galaxisok távolsága színképük alapján állapítható meg legkönnyebben, ám ez nagyon sok munkát igényel. A szakemberek számítástechnikai módszerrel, automatizálva gyorsították fel a dolgot.

Mindkét felmérés fényes és idős, vörös galaxisokból indult ki, amelyek ősi elliptikus csillagvárosok lehetnek. Ezek közül "mindössze" 10 ezer spektrumát használták fel távolságuk pontos megállapítására. Az így nyert értékeket a megfigyelt színekkel összehasonlítva összefüggést azonosítottak a szín és a távolság között. Egy számítógépes algoritmust dolgoztak ki, amely a hasonló galaxisokra - újabb színképfelvételek nélkül - mindössze azok színe alapján határozza meg a távolságukat. Sokkal több galaxis színét ismerjük, mint részletes színképét, így az eljárással több mint egymillió csillagvárosról kaptak közelítő távolságadatot, majd azt a kiindulási paraméterekkel összevetve térbeli pozíciót. Az elemzés legfontosabb megállapításai a következők.
 
A galaxis-szuperhalmazok (a galaxisok és galaxishalmazok ma ismert legnagyobb csoportosulásai) a korábbinál nagyobb, egymilliárd fényéves méretig is biztosan azonosíthatók. A régebbi megfigyelések alapján mindezt már feltételezték, azonban egymilliárd fényéves méretű szuperhalmazok létezésének biztos állításhoz nem volt elegendő az információ. A szakemberek véleménye szerint ennél csak egy jelenséget sikerült még nagyobb térrészben vizsgálni eddig: a kozmikus háttérsugárzást, amely az egész Világegyetemet kitölti.

A másik fontos eredmény, hogy a felmérés megerősítette: a Világegyetem legnagyobb része láthatatlan (sötét) anyagból és láthatatlan (sötét) energiából áll. A csillagvárosok megfigyelt térbeli eloszlása egybevág azzal a modellel, amely szerint a Világegyetemet alkotó anyagnak csak néhány százalékát teszi ki az általunk ismert "normális", azaz fénylő anyag. A maradéknak közel 25%-át láthatatlan tömeg alkotja egzotikus, egyelőre ismeretlen részecskékkel és objektumokkal; a legnagyobb részt pedig a még kevésbé ismert, láthatatlan energiának tekintett "valami" teszi ki.

A két új térképen szereplő objektumok távolságát érzékeltető ábra. A piros szín a most vizsgált fényes és idős, vörös galaxisokat, alul a fekete a korábban is rendszeresen tanulmányozott "normális" galaxisokat jelöli. A térkép legalsó csücskében "mi" vagyunk, fent a legtávolabbi ma ismert objektum távolságaránya érzékelhető, míg legfelül a Világegyetem pereme azt a távolságot jelképezi, amelyhez a Világegyetem születésének pillanata kapcsolódna (C. Blake, N. Padmanabhan, SDSS Collaboration)

Harmadszor pedig megerősítették a már korábban is megfigyelt ősi hullámok létét, amelyek az Ősrobbanást követő ún. kvantum-fluktuációk és a később elnyelődő fotonok által létrehozott, tovaterjedő hullámszerű képződmények nyomai. Az egyesek által csak ősi hanghullámoknak nevezett szerkezetek a korai Világegyetemben az Ősrobbanás utáni 300 ezer évben létrejött képződmények. A kezdeti inhomogenitások a sűrű és forró anyagban maradtak meg, egymástól kb. 500 ezer fényévre lévő csomósodások formájában. Befolyásolták a később belőlük kialakuló szerkezetek fejlődését, eloszlását, amelyek végül a galaxisok és szuperhalmazok ma megfigyelhető szerkezetévé alakultak.

Kereszturi Ákos