p As pesquisas de lente fraca, como HSC, preferem um Universo um pouco menos pesado (à esquerda) do que o previsto por Planck (à direita). As imagens mostram a ligeira mas perceptível diferença esperada de grandes simulações de computador. Crédito:Pesquisa Hyper Suprime-Cam
p Hoje, um grupo internacional de pesquisadores, incluindo Rachel Mandelbaum da Carnegie Mellon University, lançou o mapa de campo amplo mais profundo da distribuição tridimensional da matéria no universo já feito e aumentou a precisão das restrições para a energia escura com a pesquisa Hyper Suprime-Cam (HSC). p O universo atual é um lugar bastante irregular. Como o universo se expandiu nos últimos 14 bilhões de anos ou mais, galáxias e matéria escura têm sido cada vez mais atraídas pela gravidade, criando uma paisagem irregular com grandes agregados de matéria separados por vazios onde há pouca ou nenhuma matéria.
p A gravidade que une a matéria também afeta a forma como observamos objetos astronômicos. À medida que a luz viaja de galáxias distantes em direção à Terra, a atração gravitacional da outra matéria em seu caminho, incluindo matéria escura, dobra a luz. Como resultado, as imagens de galáxias que os telescópios veem são ligeiramente distorcidas, um fenômeno chamado lente gravitacional fraca. Dentro dessas distorções está uma grande quantidade de informações que os pesquisadores podem explorar para entender melhor a distribuição da matéria no universo, e fornece pistas sobre a natureza da energia escura.
p O mapa HSC, criado a partir de dados coletados pelo telescópio Subaru do Japão localizado no Havaí, permitiu aos pesquisadores medir a distorção gravitacional em imagens de cerca de 10 milhões de galáxias.
p Painel esquerdo:O mapa tridimensional de matéria escura do universo inferido de uma das seis áreas de observação HSC é mostrado no fundo com vários tons de azul (áreas mais brilhantes têm mais matéria escura). O mapa foi inferido das distorções das formas das galáxias nos dados HSC, que são indicadas por varetas brancas. Os comprimentos do stick representam a quantidade de distorção e o ângulo do stick corresponde à direção da distorção. Painel direito:as medições são ativadas pela luz de galáxias distantes que viaja pelo universo e é desviada pela matéria em diferentes épocas do universo, antes de chegar ao telescópio Subaru. Crédito:projeto HSC / UTokyo
p O telescópio Subaru permitiu que eles vissem as galáxias mais para trás no tempo do que em outros levantamentos semelhantes. Por exemplo, o Dark Energy Survey analisa uma área muito maior do céu com um nível de precisão semelhante ao HSC, mas apenas examina o universo próximo. HSC leva um mais estreito, mas uma visão mais profunda, o que permitiu aos pesquisadores ver galáxias mais fracas e fazer um mapa mais nítido da distribuição da matéria escura.
p A equipe de pesquisa comparou seu mapa com as flutuações previstas pelas observações do satélite Planck da Agência Espacial Européia da radiação cósmica de fundo em microondas - radiação dos primeiros dias do universo. As medições HSC foram ligeiramente inferiores a, mas ainda estatisticamente consistente com o de Planck. O fato de que HSC e outras pesquisas de lente fraca encontraram resultados ligeiramente inferiores aos de Planck levanta a tentadora questão de se a energia escura realmente se comporta como a constante cosmológica de Einstein.
p As restrições cosmológicas sobre a aglomeração do Universo hoje (S8) previstas usando observações em diferentes momentos do Universo. A medição HSC da aglomeração do Universo é mostrada com o símbolo vermelho e está entre as medições mais distantes usando lentes gravitacionais fracas. Estes devem ser comparados com os resultados do Planck obtidos a partir de observações da radiação cósmica de fundo no Universo muito antigo e outros experimentos contemporâneos de lentes fracas KiDS e DES. Crédito:projeto HSC / UTokyo
p "Nosso mapa nos dá uma imagem melhor de quanta energia escura existe e nos diz um pouco mais sobre suas propriedades e como está fazendo a expansão do universo acelerar, "Mandelbaum disse." O HSC é um ótimo complemento para outras pesquisas. Combinar dados entre projetos será uma ferramenta poderosa à medida que tentamos descobrir mais e mais sobre a natureza da matéria escura e da energia escura. "
p Medir as distorções causadas por lentes gravitacionais fracas não é fácil. O efeito é muito pequeno e distorções nas formas das galáxias também podem ser causadas pela atmosfera, o telescópio e o detector. Para ser mais preciso, resultados precisos, os pesquisadores precisam saber que estão apenas medindo os efeitos de lentes fracas.
p Mandelbaum, professor associado de física e membro do McWilliams Center for Cosmology em Carnegie Mellon, é especialista em controlar essas distorções externas. Ela e sua equipe criaram uma simulação de imagem detalhada dos dados do levantamento HSC com base em imagens do Telescópio Espacial Hubble. A partir dessas simulações, eles foram capazes de aplicar correções às formas da galáxia para remover as distorções de forma causadas por outros efeitos além do cristalino.
p Os levantamentos de lente fraca, como o HSC, preferem um Universo um pouco menos desordenado do que o previsto por Planck. As imagens mostram a ligeira mas perceptível diferença esperada de grandes simulações de computador. Essa diferença é uma flutuação estatística? Astrônomos em todo o mundo continuam a coletar mais e mais dados para responder a essa pergunta. Crédito:UTokyo
p Esses resultados vêm do primeiro ano de dados da pesquisa HSC. Em tudo, a pesquisa HSC irá coletar cinco anos de dados que irão render ainda mais informações sobre o comportamento da energia escura e trabalhar para outros objetivos, como estudar a evolução das galáxias e aglomerados massivos de galáxias ao longo do tempo cósmico, medindo objetos que variam no tempo, como supernovas, e até mesmo estudando nossa própria galáxia, a Via Láctea.
p A pesquisa será enviada para o servidor de pré-impressão arxiv.org e será submetida à publicação da Sociedade Astronômica do Japão.
