Credito d'immagine: Hubble
Prove recenti sembrano indicare che l'espansione dell'Universo sta effettivamente accelerando - una sorta di "energia oscura" la sta allontanando. Gli astronomi che utilizzano i dati raccolti dall'Osservatorio ai raggi X di Chandra hanno determinato che non vi è materia sufficiente (sia normale che oscura) in vari ammassi galattici per spiegare la loro forma e posizione, quindi qualcos'altro deve avere un effetto.
L'universo sembra essere permeato da una forza invisibile? energia oscura ? che lo sta allontanando sempre più velocemente. Conducendo sondaggi redshift sugli ammassi di galassie, gli astronomi sperano di saperne di più su questa forza misteriosa e sulla struttura e la geometria dell'universo.
"I gruppi di galassie sono costituiti da migliaia di galassie legate gravitazionalmente in enormi strutture", ha affermato Joseph Mohr, professore di astronomia all'Università dell'Illinois. "A causa dell'espansione dell'universo, i cluster appaiono più densi a turni rossi più grandi, quando l'universo era più giovane e più denso."
Le indagini sui cluster di galassie che sondano l'universo ad alto redshift possono potenzialmente fornire una grande quantità di informazioni sulla quantità e la natura della materia oscura e dell'energia oscura, ha affermato Mohr, che presenterà i risultati di uno studio in corso sugli ammassi di galassie in una riunione del American Physical Society, che si terrà ad Albuquerque, New York, dal 20 al 23 aprile.
"Fino ad ora, i cluster di galassie sono stati usati solo per studiare la componente di materia oscura dell'universo", ha detto Mohr. "Vorremmo misurare la massa totale in un ammasso di galassie, e quindi determinare la frazione di massa che era materia ordinaria, barionica."
Tali misurazioni hanno dimostrato che la materia barionica e oscura è insufficiente per giustificare la geometria dell'universo. Gli astronomi ora credono che l'universo si stia espandendo a una velocità sempre crescente ed è dominato da una misteriosa energia oscura che deve fare la spinta.
"Il prossimo passo è cercare di capire alcuni dei dettagli dell'energia oscura, come la sua equazione di stato", ha detto Mohr. "Mappando la distribuzione redshift degli ammassi di galassie, dovremmo essere in grado di misurare l'equazione dello stato dell'energia oscura, che fornirebbe alcuni indizi importanti su ciò che è e come è arrivato."
Mohr sta usando i dati raccolti dall'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA per studiare le relazioni di ridimensionamento? come la relazione tra massa e luminosità o dimensione? di ammassi di galassie e come cambiano con redshift. "Si prevede che queste relazioni di ridimensionamento si evolveranno con redshift, riflettendo la crescente densità dell'universo in tempi precedenti", ha detto Mohr.
In particolare, Mohr? in collaborazione con John Carlstrom all'Università di Chicago e scienziati all'Università della California e Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? sta studiando l'effetto che gli elettroni caldi all'interno degli ammassi di galassie hanno sullo sfondo cosmico a microonde, il bagliore del big bang.
I gruppi di galassie sono pieni di materia oscura, galassie e gas caldo. Gli elettroni nel gas si disperdono dai protoni e producono raggi X. L'emissione di raggi X diminuisce con uno spostamento del rosso più elevato, a causa delle maggiori distanze coinvolte.
"Esiste anche la tendenza degli elettroni a fornire parte della loro energia ai fotoni dello sfondo cosmico a microonde, che provoca un leggero spostamento dello spettro dei corpi neri", ha detto Mohr. "La distorsione risultante? chiamato l'effetto Sunyaev-Zeldovich? appare come un punto freddo sullo sfondo del microonde cosmico a determinate frequenze. Poiché questa è una distorsione dello spettro, tuttavia, non si attenua con la distanza come i raggi X ".
Confrontando l'emissione di raggi X e l'effetto di Sunyaev-Zeldovich, Mohr può studiare anche ammassi di galassie deboli, ad alto spostamento verso il rosso che attualmente sono inaccessibili con altri mezzi. Tali misurazioni, che correlano la distribuzione del redshift a grappolo di galassie, la struttura e la distribuzione spaziale, dovrebbero determinare l'equazione dello stato dell'energia oscura e, quindi, aiutare a definire l'essenza dell'energia oscura.
"Nel contesto del nostro scenario di formazione di strutture standard, i sondaggi sulla galassia forniscono misurazioni della geometria dell'universo e della natura della materia oscura e dell'energia oscura", ha detto Mohr. "Ma, per interpretare correttamente questi sondaggi, dobbiamo prima capire come la struttura dei ammassi di galassie sta cambiando mentre guardiamo indietro nel tempo."
Fonte originale: comunicato stampa UIUC
