6億光年に及ぶ宇宙の空洞、暗黒エネルギーに関する新たな発見：空洞質量と光の関係！

ダークエネルギーサーベイ (DES) は、数十億の銀河の空間分布に見られるマクロな宇宙構造のパターンを使用して、宇宙の加速膨張の最も可能性の高い原因である「ダークエネルギー」の性質を明らかにします。ダークエネルギーサーベイは、2013年の開始以来、5億7000万画素のデジタルカメラと、銀河の色から赤方偏移距離を推定する5つのフィルターを使用して、空の10パーセント以上の地図を作成してきました。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者は、暗黒エネルギーを研究する7カ国の400人以上の科学者のチームの一員であり、昨年最初のデータセットを発表した。

宇宙の空隙は宇宙の体積の大部分を占めており、銀河団や、銀河形成に関連するプロセスは言うまでもなく重力の影響を強く受ける他の高密度構造とは異なり、これらの空隙は宇宙で最も密度の低い領域であり、ダイナミクスが比較的単純であるため、宇宙論的パラメータを制限するのが特に簡単です。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者たちは、宇宙の空隙周辺の質量と光の関係を解明することを目的として、最初のデータ公開を分析した。科学者たちは統計モデルを使用して、銀河の二次元および三次元分布を分析しました。

後者は、測光赤方偏移から銀河までの距離を計算することによって得られます。研究では、2 つの方法が互いによく一致し、また、ボイド環境の物理法則が非常に単純で、放出される光の量がその質量に比例するというモデルとも一致していることがわかりました。直径が約 1 億光年から 6 億光年の間のボイドは、質量対光テストが 10% を超えるのにちょうど適しています。将来、より高度な観測が行われれば、統計の改善により、重力、一般相対性理論、暗黒物質のシナリオの新たな一貫性テストが有用になるはずです。

宇宙の空隙の質量と銀河のプロファイルとは何ですか?新しい研究では、研究者らは2つの方法を用いて、ダークエネルギーサーベイ（DES）から1年間の赤方偏移した銀河のサンプルからボイドを抽出し、この疑問に答えた。 2D 分布を使用するか、測光赤方偏移に基づく銀河の 3D 分布を使用してボイドを識別します。質量プロファイルについては、この研究では背景銀河の接線方向のせん断プロファイルを測定し、過剰な表面質量密度を推測します。両方のボイドサンプルについて、測定された信号対雑音比は 10.7 ～ 14.0 の範囲でした。 N体シミュレーションに基づくモデルフィッティングにより3次元密度分布を推定したところ、15～85MPCの範囲の空隙半径は良好な一貫性を持つことが判明した。

銀河のシルエットと比較することで、質量と光の関係を 10% レベルでテストすることができ、これはこれまでで最も厳密なテストです。この研究では、2つの輪郭の形状が非常に類似しており、質量と光の線形関係がボイド半径の内側と外側の両方で一貫していることも判明しました。私たちは、シミュレートされた星カタログの助けを借りて分析を検証し、測光赤方偏移の不確実性が測定値に与える影響を推定します。この方法論は、ボイドを使用した重力テストを含む宇宙論への応用に使用できる可能性があります。これは、重力レンズ効果のプロファイルを、赤方偏移した空間の歪みによるボイドダイナミクスの分光測定と組み合わせると、特に有望です。

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ボコパーク |研究/出典: ハーバード・スミソニアン天体物理学センター

参考ジャーナル「Monthly Notices of the Royal Astronomical Society」

DOI: 10.1093/mnras/stz2805

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