Kosmisk lanterne kunne hjælpe os med at forstå universets skæbne yderligere

Ny forskning har givet en dybere indsigt i emissionslinjegalakser, bruges i flere igangværende og kommende undersøgelser, for at hjælpe os med at forstå universets sammensætning og skæbne.

Jakten på at bestemme arten af ​​både mørkt stof og mørk energi har fået forskere til at vedtage nye sporstoffer af universets store struktur, såsom emissionslinjegalakser. Disse galakser præsenterer stærke emissionslinjer fra den gas, der opvarmes af nydannede stjerner.

Hovedforfatter af undersøgelsen, Dr. Violeta Gonzalez-Perez fra University's Institute of Cosmology and Gravitation, sagde:"Galakser er kosmiske lanterner, der viser små pletter af kosmisk historie, informere os om ændringerne i universets rum-tid-struktur. Den stærke dannelse af nye stjerner i galakser efterlader et karakteristisk aftryk i deres spektre, der muliggør en præcis bestemmelse af deres afstand.

"I øvrigt, som unge stjerner er meget lyse, galakser med en stærk stjernedannelse kan være synlige længere tilbage i kosmisk tid. Det er de to karakteristika, der gør emissionslinjegalakser til fremragende kosmologiske sporstoffer i en lang tidsperiode. "

Imidlertid, nuværende galakseprøver i emissionslinjen er små, og deres egenskaber er ikke godt forstået. Computational modellering er den eneste måde at forsøge at forstå alle de processer, der er involveret i dannelsen og udviklingen af ​​disse galakser.

Astronomer fra det verdensledende Institute of Cosmology and Gravitation (ICG) undersøgte egenskaberne ved emissionslinjegalakser gennem eksperimenter på DiRAC's (Distributed Research using Advanced Computing) nationale supercomputere ved Durham University.

Beregningseksperimenterne var koncentreret omkring det tidspunkt, hvor universet gik fra at være materiedomineret til at blive mørk energi domineret, som det er nu. De fandt ud af, at de fleste emissionslinjegalakser lever i centrene af gravitationspotentiale brønde, med masser svarende til elleve milliarder af vores soler. Nuværende numeriske modeller for dannelse og udvikling af galakser viser også, at emissionslinjegalakser sporer de underliggende gravitationspotentialer på en anden måde til galakser valgt af deres stjernemasse.

De sammenlignede derefter deres resultater med forventningerne fra SDSS-IV/eBOSS-undersøgelserne og Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Begge undersøgelser har til formål at måle effekten af ​​mørk energi på universets ekspansion.

Dr. Gonzalez-Perez sagde:"Denne sammenligning vil forbedre vores forståelse af dannelse og udvikling af galakser og give forskere mulighed for at drage fordel af en mere realistisk model for de mekanismer, der producerer emissionslinjegalakser."

Næste sommer, SDSS-IV/eBOSS undersøgelsen forventes at have de første kosmologiske resultater fra disse sporstoffer. I de kommende år, Dark Energy Survey Instrument (DESI) vil udvide denne brug af emissionslinjegalakser som kosmologiske sporstoffer. DESI vil se deres første lys i 2019, og det vil måle spektrene på 35 millioner galakser, hvilket er otte gange mere end det nuværende SDSS har bevist. I 2021, Euclid vil begynde at indsamle spektre til 50 millioner kilder, udelukkende med fokus på emissionslinjegalakser. ICG er involveret i begge undersøgelser.