Карти далеких галактик досі містять відбиток подій першої миті після Великого вибуху. Міжнародна команда астрономів запропонувала точніший спосіб його виміряти. Для цього вони врахували не лише кількість об’єктів у різних ділянках неба, а й відстані до них. Такий підхід допоможе краще зрозуміти фізику стрімкого розширення молодого Всесвіту.
Чверть додаткової точності
Астрономи вимірювали параметр первинної негауссовості. Він показує, наскільки найперші коливання густини речовини відхилялися від ідеально випадкового розподілу. Завдяки новому методу точність цього вимірювання зросла на 25 % у порівнянні зі стандартними підходами.
Результат став другим за точністю серед отриманих за каталогами галактик і найкращим серед фотометричних вибірок, де відстань до об’єктів не вимірюють напряму. Статтю з висновками надрукував рецензований журнал Astronomy & Astrophysics.
Загадка інфляції
Більшість космологів погоджуються, що в першу мить Всесвіт пережив фазу надзвичайно швидкого розширення. За мізерну частку секунди його розміри збільшилися на 26 порядків. Цю модель назвали космічною інфляцією.
Інфляція пояснює й появу перших нерівностей у розподілі енергії, з яких згодом утворилися галактики. Проте який саме фізичний механізм її спричинив, досі невідомо.
Найточніше обмеження на параметр негауссовості досі дали не карти галактик, а вимірювання реліктового випромінювання, залишкового світла молодого Всесвіту, за допомогою космічного телескопа Planck. Похибка Planck становить близько п’яти одиниць, а для вибору між моделями інфляції потрібна близько однієї.
Квазари з даних Gaia
Для аналізу команда взяла каталог Quaia, який склала Кейт Сторі-Фішер зі Стенфордського університету за даними космічного телескопа Gaia. За понад десять років спостережень Чумацького Шляху за допомогою апарата ESA астрономи зафіксували й понад мільйон квазарів, надзвичайно яскравих ядер далеких галактик.
Кейт Сторі-Фішер зазначає, що Gaia не створювали для вивчення великомасштабної структури Всесвіту. Однак жоден інший каталог квазарів не охоплює такого великого об’єму простору, тож розподіл матерії за ним вдається простежити точно.
Відстань як нова змінна
Зазвичай астрономи порівнюють, скільки галактик припадає на різні ділянки неба. У новій техніці до цього додали коливання червоного зміщення, тобто розтягування світла об’єкта, що віддаляється, до довших хвиль. За червоним зміщенням оцінюють відстань.
Карлос Ернандес-Монтеагудо з Інституту астрофізики Канарських островів пояснює, що кутові коливання червоного зміщення працюють як окрема космологічна величина. Ця величина і дала додаткову інформацію з тих самих даних.
Наступні огляди неба
Хосе Бермехо-Клімент, провідний автор дослідження з угорської обсерваторії Конколі, вважає, що для остаточних висновків про інфляцію точність треба підвищувати далі. Команда планує застосувати метод до великих оглядів неба цього десятиліття.
Серед них Спектроскопічний інструмент темної енергії (DESI), космічні телескопи Euclid і SPHEREx та Огляд простору і часу (LSST) в Обсерваторії імені Вери Рубін. Від їхніх каталогів тепер залежить, чи вдасться відрізнити найпростіший сценарій інфляції від складніших.
