ダーク エネルギー サーベイ (DES) は、何億もの銀河の地図を作成することを目的とした野心的な宇宙プロジェクトです。その過程で、このプロジェクトは何億もの銀河の詳細を調べ、何千もの超新星を観察し、銀河をつなぐ宇宙ウェブをマッピングします。これらはすべて、宇宙を加速的に膨張させている謎の力を調査することを目的としています。
DES は、チリのセロ トロロ インターアメリカン 天文台 (CTIO) にある国立科学財団のビクトル M. ブランコ 4 メートル望遠鏡に搭載された 570 メガピクセルのダーク エネルギー カメラを使用して、70 億個の光に及ぶ銀河の分布と形態のマップを観測しました。
現在、米国、英国、フランス、スペイン、ブラジル、オーストラリアなどの国々の 25 を超える機関から 400 人を超える科学者からなる国際チームの研究を集めた DES からの新しい結果が発表されました。調査結果は 29 の論文の画期的なシリーズで詳述されており、DES の運用の最初の 3 年間に収集されたデータで構成され、現在までの宇宙の組成と膨張の最も詳細な説明を提供します。
この調査は 2013 年から 2019 年の間に実施され、何億もの天体をカタログ化しており、これらの論文だけでカバーされている 3 年間のデータには、345 晩にわたって観測された少なくとも 2 億 2600 万の銀河の観測が含まれています。
これらの銀河の一部が天の川に近く、他の銀河がはるかに遠く (最大 70 億光年) 離れているという事実は、研究者にその寿命の約半分にわたる宇宙の進化の優れた画像を提供します.
この結果は、宇宙が「ビッグバン」イベントで作成され、5% の通常物質またはバリオン物質、27% の組成を有することを示唆する、宇宙の構成と進化に関する現在最も実証されている理論である宇宙論の標準モデルを確認しているようです。暗黒物質、および 68% の暗黒エネルギー。
ただし、DES によって提供された宇宙のスナップショットは、宇宙が現在の宇宙論モデルが示唆するほど「塊状」ではないことを示しているようです。
暗い宇宙を照らす
「暗黒宇宙」が既知の宇宙の物質とエネルギーの 95% で構成されているという事実は、宇宙の進化、過去、現在、未来の理解に大きなギャップがあることを意味します。
これらのギャップには、重力の影響で銀河を結び付ける暗黒物質の性質と、銀河間の空間を加速的に引き離す力である暗黒エネルギーが含まれます。
これらの効果は相反しているように見えます.1つは物質をまとめ、もう1つは空間自体に作用して物質を引き離します.そして、DES が調査を目指した宇宙を形成するのは、この宇宙闘争です。
調査がこれを行うために使用した 2 つの重要な現象があります。銀河をクラスターと緩やかな関連付けで結び付ける「宇宙ウェブ」を研究することで、暗黒物質の分布と影響についての手がかりが得られます。
DES が使用する 2 つ目の現象は、銀河のような途方もない質量の物体によって作成された時空の曲率を通過する際の光の屈曲です。アインシュタインの重力理論 (一般相対性理論) によって予測されたこの効果は、「重力レンズ効果」として知られています。
DES は、「弱い重力レンズ作用」と呼ばれるこの効果の一種に依存して、暗黒物質が宇宙全体にどのように分布しているかを評価し、その「塊」を推測しました。
DES によって収集されたデータは、欧州宇宙機関 (ESA) が運営するミッションであるプランク天文台によって実施された測定値と相互参照されました。 2009 年から 2013 年の間に運用され、宇宙背景放射 (CMB) を研究した周回天文台は、電子と陽子が結合して初めて光子が自由に移動できるようになったビッグバン直後の出来事の痕跡です。
CMB を観察すると、最後の散乱として知られるこのイベントの時点で CMB に「凍結」されていた状態が明らかになるため、DES チームが引き出せるように、わずか 40 万年前の宇宙の詳細な画像が得られます。
将来の調査の舞台設定
DES は、調査中に繰り返し画像化された「ディープ フィールド」とラベル付けされた 10 の領域を集中的に調査しました。これらの画像は積み重ねられ、天文学者は遠方の銀河を観察することができました.
研究者が宇宙をさらに深く見ることができるようになるだけでなく、赤方偏移 (宇宙の膨張の結果として発生する可能性がある天体の後退によって引き起こされる波長の増加) に関する情報が、これらの深部フィールドから取得され、キャリブレーションに使用されました。残りの調査。これは、驚くほど正確に描かれた宇宙の写真を研究者に提供する宇宙調査の大きな前進でした.
DES は 2019 年に結論付けられましたが、調査によって収集された膨大な量のデータを評価するには、膨大な計算能力と時間が必要です。これが、最初の 3 年間の観測結果しか報告されていない理由であり、DES にはまだ多くの成果があることを意味している可能性があります。
これは最終的に、現在チリ北部のセロ・パチョンのエル・ペノン山頂に建設中のヴェラ・C・ルービン天文台で実施されるレガシー・サーベイ・オブ・スペース・アンド・タイム（LSST）の舞台となるでしょう。
DES は間違いなく地球上の空の 1/8 を調査しましたが、LSST を実行する広視野カメラは南半球の全天をキャプチャします。つまり、地球上の全天の半分を見ることになります。
LSST のミッションの主要な部分は、暗黒物質と暗黒エネルギーの調査です。つまり、DES からのデータが最終的に使い果たされ、その秘密が明らかになったとき、立派な後継者がそこで待っています。翼は発見の使命を引き受けます。
