Обзор неба под названием VIPERS направлен на изучение далеких галактик, находящихся на расстоянии не менее 5 миллиардов световых лет от нас и дальше. Для его проведения был использован телескоп, принадлежащий Европейской южной обсерватории (ESO), научно-технической организации, к которой Польша присоединилась в 2015 году. Исследование проводилось с помощью мультиспектрографа VIMOS на одном из четырех 8,2-метровых телескопов VLT в обсерватории Параналь в Чили. Наблюдения проводились на протяжении почти восьми лет, в течение которых было использовано почти 500 часов наблюдений на телескопе.
Полученные данные позволили определить расстояния и физические свойства более чем 90 000 галактик. Это позволило построить большую трехмерную карту Вселенной для области космоса, из которой свет идет к нам около 7 миллиардов лет (точнее, между 5 и 9 миллиардами лет). В настоящее время возраст Вселенной составляет почти 14 миллиардов лет. Это означает, что мы видим эти галактики на этапе, когда возраст Вселенной был примерно в два раза меньше, чем сегодня.
Благодаря новым данным ученые теперь могут лучше понять, как происходила эволюция галактик с течением времени — как изменялись галактики разных типов. Изучение распределения галактик также позволяет реконструировать распределение темной материи в так называемой крупномасштабной структуре Вселенной. Можно также попытаться сделать выводы о темной энергии.
Темная материя и темная энергия
Темная материя — это загадочный компонент Вселенной, о существовании которого известно из наблюдений за гравитационным взаимодействием, которое он оказывает на обычную материю, такую как планеты, звезды и галактики. Однако астрономы и физики все еще пытаются выяснить точную природу темной материи и то, из чего она состоит. По оценкам, темной материи в несколько раз больше, чем обычной.
Еще более загадочной и составляющей еще большую долю энергии Вселенной является темная энергия. Этот гипотетический компонент Вселенной может отвечать за ускорение скорости расширения Вселенной. По оценкам ученых, темная энергия составляет около 68 процентов всей Вселенной, темная материя — около 27 процентов, а обычная материя — всего около 5 процентов.
— Согласно стандартной космологической модели, Вселенная расширяется все медленнее с момента ее создания 13,7 миллиарда лет назад. Около 7 миллиардов лет назад произошел разворот этой тенденции, объясняет профессор Агнешка Полло (Ягеллонский университет и NCBJ), заведующая кафедрой астрофизики NCBJ, которая участвовала в работе группы VIPERS.
Как объясняет профессор Полло, Вселенная в настоящее время расширяется все быстрее и быстрее, и ответственность за это ускорение возлагается на так называемую темную энергию, но какова ее природа — это все еще вопрос без ответа.
— Создание крупнейшего обзора галактик этой далекой эпохи в истории астрономии приближает нас к решению одной из самых больших загадок современной физики, хотя, несмотря на детальный анализ данных, мы все еще не можем дать четкий ответ на вопрос о природе темной энергии», — отмечает польский исследователь.
VIPERS обзор
Важную часть исследовательской группы, анализировавшей данные обзора VIPERS, составили польские ученые из Национального центра ядерных исследований в Варшаве, Университета Яна Кохановского в Кельце и Ягеллонского университета в Кракове. В состав польской команды вошли профессор Агнешка Полло из Ягеллонского университета и NCBJ, д-р Катажина Малек и д-р Александра Соларж из NCBJ, д-р Януш Кривульт из Ягеллонского университета, студенты и аспиранты Ягеллонского университета и Малгожата Сюдек из CFT PAN.
Поляки изучали формы и спектральные линии галактик. На этой основе они показали, что наблюдаемое сегодня разделение галактик на два основных типа, то есть спиральные галактики — активно формирующие новые звезды и эллиптические галактики — неактивные, заполненные старыми звездами, уже существовало, когда Вселенная была вдвое моложе, чем сегодня. Кроме того, поляки разработали самообучающиеся алгоритмы, которые позволили им классифицировать различные типы галактик. Это очень полезный инструмент для больших исследований неба.
Полное развитие названия VIPERS — VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey, что в переводе означает «Общественный внегалактический обзор красных смещений», выполненный с помощью мультиспектрографа VIMOS.
