Credito immagine: SDSS
Gli astronomi dello Sloan Digital Sky Survey hanno raccolto dati per costruire una precisa mappa tridimensionale che dettaglia i gruppi di galassie e materia oscura. Il team SDSS - 200 astronomi in 13 paesi - ha misurato l'Universo in modo da contenere il 70% di energia oscura (una forza misteriosa che respinge le galassie), il 25% di materia oscura e il 5% di materia normale.
Gli astronomi dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS) hanno effettuato fino ad oggi la misurazione più precisa del raggruppamento cosmico di galassie e materia oscura, perfezionando la nostra comprensione della struttura e dell'evoluzione dell'Universo.
"Dall'inizio del progetto alla fine degli anni '80, uno dei nostri obiettivi chiave è stato una misurazione di precisione di come le galassie si raggruppano sotto l'influenza della gravità", ha spiegato Richard Kron, direttore dell'SDSS e professore all'Università di Chicago.
Il portavoce del progetto SDSS Michael Strauss dell'Università di Princeton e uno dei principali autori del nuovo studio hanno elaborato che: "Questo modello di raggruppamento codifica informazioni sia sulla materia invisibile che attira le galassie sia sulle fluttuazioni dei semi emerse dal Big Bang".
I risultati sono descritti in due articoli presentati al Diario astrofisico e alla revisione fisica D; possono essere trovati sul sito Web della prestampa di fisica, www.arXiv.org, il 28 ottobre.
FLUTTUAZIONI DI MAPPATURA
Il principale modello cosmologico invoca una rapida espansione dello spazio nota come inflazione che ha esteso a microscopiche fluttuazioni quantistiche le conseguenze infuocate del Big Bang. Dopo che l'inflazione si è conclusa, la gravità ha fatto sì che queste fluttuazioni dei semi crescessero nelle galassie e nei modelli di raggruppamento delle galassie osservati nell'SDSS.
Immagini di queste fluttuazioni di semi sono state rilasciate dalla Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a febbraio, che ha misurato le fluttuazioni delle radiazioni delle reliquie dell'Universo primordiale.
"Finora abbiamo realizzato la migliore mappa tridimensionale dell'Universo, mappando oltre 200.000 galassie fino a due miliardi di anni luce di distanza sul sei percento del cielo", ha affermato un altro autore principale dello studio, Michael Blanton della New York University. I modelli di raggruppamento gravitazionale in questa mappa rivelano la composizione dell'Universo dai suoi effetti gravitazionali e, combinando le loro misurazioni con quelle del WMAP, il team SDSS ha misurato la materia cosmica in modo che il 70 percento di energia oscura, il 25 percento di materia oscura e il cinque percento materia ordinaria.
L'SDSS è costituito da due sondaggi separati in uno: le galassie sono identificate in immagini 2D (a destra), quindi la loro distanza è determinata dal loro spettro per creare una mappa 3D profonda 2 miliardi di anni luce (a sinistra) in cui ogni galassia viene mostrata come un singolo punto, il colore che rappresenta la luminosità - questo mostra solo quelle 66.976 nostre di 205.443 galassie nella mappa che si trovano vicino al piano dell'equatore terrestre. (Fare clic per jpg ad alta risoluzione, versione senza righe.)
Hanno scoperto che i neutrini non potevano essere uno dei principali costituenti della materia oscura, mettendo tra i più forti vincoli fino ad oggi sulla loro massa. Infine, la ricerca SDSS ha scoperto che i dati sono coerenti con le previsioni dettagliate del modello di inflazione.
CONFERMA COSMICA
Questi numeri forniscono una potente conferma di quelli segnalati dal team WMAP. L'inclusione dei nuovi risultati SDSS aiuta a migliorare l'accuratezza delle misurazioni, più che dimezzando le incertezze del WMAP sulla densità della materia cosmica e sul parametro di Hubble (il tasso di espansione cosmica). Inoltre, le nuove misurazioni concordano bene con i precedenti risultati all'avanguardia che combinavano WMAP con il rilevamento anglo-australiano della galassia 2dF redshift.
"Galassie diverse, strumenti diversi, persone diverse e analisi diverse - ma i risultati concordano", afferma Max Tegmark dell'Università della Pennsylvania, primo autore dei due articoli. "Affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie", afferma Tegmark, "ma ora abbiamo prove straordinarie per la materia oscura e l'energia oscura e dobbiamo prenderle sul serio, indipendentemente da quanto possano sembrare inquietanti".
I nuovi risultati SDSS (punti neri) sono le misurazioni più accurate fino ad oggi di come la densità dell'Universo fluttua da un luogo all'altro su scale di milioni di anni luce. Queste e altre misurazioni cosmologiche concordano con la previsione teorica (curva blu) per un universo composto da 5% di atomi, 25% di materia oscura e 70% di energia oscura. Più grandi sono le scale su cui mediamo, più l'universo appare uniforme. (Fare clic per jpg ad alta risoluzione, versione senza fronzoli.)
"La vera sfida è ora capire cosa sono realmente queste misteriose sostanze", ha detto un altro autore, David Weinberg della Ohio State University.
IMPRESA DI GRANDE SCALA SDSS
SDSS è il rilevamento astronomico più ambizioso mai intrapreso, con oltre 200 astronomi in 13 istituzioni in tutto il mondo.
"L'SDSS è in realtà due sondaggi in uno", ha spiegato lo scienziato del progetto James Gunn dell'Università di Princeton. Nelle notti più incontaminate, l'SDSS utilizza una fotocamera CCD a campo largo (costruita da Gunn e dal suo team presso la Princeton University e Maki Sekiguchi del Japan Participation Group) per scattare foto del cielo notturno in cinque ampie bande d'onda con l'obiettivo di determinare la posizione e la luminosità assoluta di oltre 100 milioni di oggetti celesti in un quarto dell'intero cielo. Una volta completata, la fotocamera è stata la più grande mai costruita per scopi astronomici, raccogliendo dati alla velocità di 37 gigabyte all'ora.
Nelle notti con chiaro di luna o lieve nuvola, la termocamera viene sostituita con un paio di spettrografi (costruiti da Alan Uomoto e il suo team presso la Johns Hopkins University). Usano le fibre ottiche per ottenere spettri (e quindi spostamenti in rosso) di 608 oggetti alla volta. A differenza dei telescopi tradizionali in cui le notti sono suddivise tra molti astronomi che svolgono una serie di programmi scientifici, il telescopio SDSS da 2,5 m per scopi speciali presso l'Opache Point Observatory nel New Mexico è dedicato esclusivamente a questo sondaggio, per operare ogni notte serena per cinque anni .
Il primo rilascio pubblico di dati dall'SDSS, chiamato DR1, conteneva circa 15 milioni di galassie, con misurazioni della distanza in redshift per oltre 100.000 di esse. Tutte le misurazioni utilizzate nei risultati riportati qui faranno parte del secondo rilascio di dati, DR2, che sarà reso disponibile alla comunità astronomica all'inizio del 2004.
Strauss ha affermato che l'SSSSS si sta avvicinando a metà strada nel suo obiettivo di misurare un milione di galassie e turni rossi di quasar.
"La vera eccitazione qui è che linee di evidenza disparate dal fondo cosmico a microonde (CMB), struttura su larga scala e altre osservazioni cosmologiche ci danno tutti un quadro coerente di un universo dominato dall'energia oscura e dalla materia oscura", ha detto Kevork Abazajian del Fermi National Accelerator Laboratory e del Los Alamos National Laboratory.
Fonte originale: comunicato stampa Sloan Digital Sky Survey
