Sporgalakser undersøger den kosmiske baggrund

Universet, måske overraskende, består ikke af galakser, der er tilfældigt fordelt i rummet; det er, den er ikke særlig homogen. I stedet, dens galakser er samlet i forskellige strukturer, typisk gigantiske filamenter adskilt af store hulrum - "storskalastrukturen (LSS), " en arkitektur, hvis opdagelse og kortlægninger blev udviklet af CfA-astronomer for omkring tredive år siden. Astronomer har siden kombineret LSS-kort med resultater fra den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling (CMBR) og ideer om det inflationære big bang for at samle et bemærkelsesværdigt konsistent billede af universet , dens oprindelse og dens udvikling.

Mysterier forbliver, for eksempel mørkt stof, som også forventes at samle sig i store strukturer. CfA-astronomerne David James og Tony Stark var medlemmer af et stort internationalt hold, der brugte fotoner fra galakser i det tidlige univers ("sporgalakser") til at undersøge LSS mere detaljeret. Mens disse fotoner krydser universet på vej til os, deres veje er forstyrret af gravitationspåvirkningerne fra LSS, herunder især virkningerne af gravitationslinser. De tilsyneladende placeringer af unge galakser som projiceret på himlen og deres statistiske fordelinger er følsomme både for strømmen og den udviklende geometri og struktur af stof i universet.

Astronomerne erkendte, at selvom detaljerne i den forventede massefordeling er ekstremt komplekse, at bruge forholdet mellem nogle parametre kunne undgå nogle usikkerheder, sætter dem i stand til at opnå vigtige begrænsninger på de nuværende modeller for kosmisk evolution. Holdet kombinerede observationer fra Dark Energy Survey (en optisk undersøgelse, der har kortlagt millioner af galakser), South Pole Telescope (en submillimeter-bølge facilitet, der studerer CMBR og tidlige galakser), og Planck-missionen (et langt infrarødt og millimeter-undersøgelsesrumfartøj). En særlig værdifuld fordel ved denne tilgang er, at den ikke kræver at kende afstandene til sporgalakserne (afstande ville kræve, at de kunne måle de svage spektroskopiske rødforskydninger). Forskerne var i stand til at opnå begrænsninger med en præcision på omkring ti procent på nogle af de detaljerede parametre i nuværende kosmologiske modeller, og de forudsiger, at med yderligere forskning vil disse teknikker endda sætte dem i stand til at begrænse nogle af de væsentlige egenskaber ved mørkt stof, ligesom dens statsligning, og ejendomme, der hidtil har været uhåndgribelige.