Präzise Standorte von über einer Million Galaxien enthüllt

Die Physics of the Accelerated Universe Survey (PAUS), eine internationale Zusammenarbeit von 14 Institutionen, deckte einen Bereich des Himmels von 50 Quadratgrad ab, ähnlich wie etwa 250 Vollmonde.

Mit der speziell entwickelten PAUCam-Kamera am 4,2-Meter-William-Herschel-Teleskop (WHT) auf La Palma, Spanien, konnte er die Entfernungen von Galaxien mit beispielloser Präzision bestimmen. Dazu gehörten Galaxien, die mehr als 10 Milliarden Lichtjahre entfernt waren.

Es gibt zwei Formen der Durchmusterung entfernter Galaxien: photometrische Durchmusterungen, bei denen hochauflösende Bilder des Himmels aufgenommen und alle astronomischen Objekte erfasst werden, die hell genug sind, um in diesen Bildern erkannt zu werden, und spektroskopische Durchmusterungen, bei denen eine bekannte Lichtquelle anvisiert und deren Lichtquelle untersucht wird . Spektrum, also seine Lichtverteilung über einen weiten Wellenlängenbereich.

Dieser Modus ist hinsichtlich der Anzahl der beobachtbaren Galaxien und ihrer geringen Helligkeit begrenzt, liefert jedoch eine Fülle von Informationen über jede Galaxie.

Kooperationsmitglied Professor Benjamin Joachimi vom UCL-Department für Physik und Astronomie erklärte, dass PAUS „die Vorteile photometrischer und spektroskopischer Untersuchungen vereint“.

Er sagte: „Wir machen Bilder und erfassen damit alle sichtbaren Objekte am Himmel, aber wir tun dies, indem wir Filter mit schmalen Wellenlängen an der Kamera anbringen, sodass wir wissen, dass das Licht, das wir sammeln, aus einem bestimmten Teil des Spektrums kommt.“ Mit 40 solchen Filtern können wir eine niedrigaufgelöste Version des Spektrums der Galaxie rekonstruieren.

„Die Durchmusterung wird es uns ermöglichen, zu erforschen, wie Galaxien mit ihrer Umgebung, die größtenteils aus dunkler Materie besteht, in Verbindung stehen, und zu verstehen, wie weit Galaxien eines bestimmten Typs und einer bestimmten Leuchtkraft entfernt sind, was uns hilft, präzisere wissenschaftliche Forschung mit Durchmusterungen durchzuführen, die diese nicht aufweisen.“ Information.

Der neue Katalog wird es Astronomen ermöglichen, präzisere Karten zu erstellen, um zu verstehen, wie sich Strukturen im Universum bilden, und um die Expansion des Universums unter dem Einfluss dunkler Materie und dunkler Energie zu untersuchen.

Es wird angenommen, dass dunkle Energie etwa 70 % des Universums ausmacht und für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich ist, doch ihre Natur bleibt ein Rätsel.

Die Zusammenarbeit wurde vom Institut für Weltraumwissenschaften (ICE-CSIC) geleitet und vom spanischen Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Universitäten unterstützt. Die Daten wurden in 200 Nächten zwischen 2015 und 2019 gesammelt. Der Katalog ist auf der PAUS-Website und dem CosmoHub-Webportal verfügbar.

Professor Enrique Gaztañaga, Direktor der PAU-Umfrage an der Universität von Portsmouth, ICE-CSIC und dem Institut für Weltraumstudien von Katalonien (IEEC), sagte: „Die PAU-Umfrage bietet einen revolutionären Ansatz zur Erstellung kosmischer Karten, der durch die ermöglicht wird.“ Entwurf und Entwicklung eines neuen Instruments und einer speziellen Umfrage zur Erfassung und Analyse von Daten auf eine noch nie dagewesene Weise. Es war ein Privileg, mit einer so talentierten und zuverlässigen Gruppe zusammenzuarbeiten.

Die Katalogveröffentlichung wird in zwei Artikeln ausführlich beschrieben. Eine Studie zur PAUS-Datenkalibrierung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Der andere, der sich mit der Messung von Entfernungen befasst, wurde von zur Veröffentlichung angenommen MRNRA und ist verfügbar unter arXiv Preprint-Server.

David Navarro-Gironés, Doktorand am ICE-CSIC und Erstautor des arXiv Papier, sagte: „Der große Vorteil von PAUS ist, dass es…[allows] für sehr genaue Distanzmessungen. Dieses Maß an Präzision ist entscheidend für die Erforschung der Struktur des Universums, wofür wiederum Daten einer großen Anzahl von Galaxien erforderlich sind. »

Neun Jahre nach seinem ersten Licht im Jahr 2015 ist PAUS in der Lage, die Entfernungen vieler entfernter Galaxien mit einer relativen Genauigkeit von 0,3 % zu messen. Das Team nutzt diese Daten derzeit, um die Kalibrierung bestehender kosmologischer Studien zu verbessern.

Beispielsweise werden PAUS-Daten verwendet, um Analysen und Simulationen schwacher Linsen für Missionen mit dunkler Energie zu verbessern, beispielsweise für die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, deren riesige optische Kamera von einem internationalen Team unter der Leitung von Forschern des UCL gebaut wurde, und für den Legacy Survey of the Rubin-Observatorium. Raum und Zeit (LSST).