Sterrenkundigen presenteren een nieuwe nauwkeurige kaart van de materie in het heelal

Links de verdeling van materie aan de hemel volgens de Dark Energy Survey (DES), rechts volgens de South Pole Telescope (SPT) en de Planck satelliet. Credit: Yuuki Omori

Deze week is een team van sterrenkundigen – onder andere van de Universiteit van Chicago en het Fermi National Accelerator Laboratory – gekomen met een nieuwe kaart, die de verdeling van de materie in het heelal heel nauwkeurig weergeeft. Voor de kaart is gebruik gemaakt van de gegevens van twee telescopen, de telescoop die gebruikt wordt voor de Dark Energy Survey (DES) en de South Pole Telescope (SPT). Aan de analyse van de gegevens van DES en SPT werkten meer dan 150 sterrenkundigen en de resultaten zijn in drie artikelen verschenen (zie aan het eind van de blog de links). Toen het heelal 13,8 miljard jaar geleden met de oerknal ontstond ging de materie met de uitdijende ruimte mee en koelde het af. Hier en daar ging de materie door de zwaartekracht ‘klonteren’, waarbij er gebieden onstonden waar meer materie was en gebieden waar minder materie was.

Het observatorium in Chili waar de Dark Energy Survey wordt uitgevoerd. Credit: Andreas Papadopoulos

De analyse van de gegevens van DES, SPT én van de Europese Plancksatelliet laat zien dat de verdeling van de materie minder klonterig is dan op grond van het vigerende ΛCDM model van het heelal wordt voorspeld. DES heeft afgelopen zeven jaar gekeken naar sterrenstelsels, SPT keek naar de kosmische microgolf-achtergrondstraling. Bij beiden draaide het vooral om de gravitationele lensvorming, waarbij licht van ver weg gelegen objecten afbuigt door de werking van de massa van sterrenstelsels die dichterbij liggen. Door de zwaartekrachtlenzen  nauwkeurig te meten kan men meer te weten komen over de verdeling van materie, zowel de gewone materie als van de niet zichtbare donkere materie.

Uitkomst van de analyse van de gegevens van DES en SPT is dat in de meeste gevallen de resultaten overeenkomen met de voorspellingen volgens het ΛCDM model. Maar in één geval is dat niet het geval: het lijkt erop dat er iets minder fluctuaties zijn in het huidige universum dan we volgens het ΛCDM model zouden voorspellen, dat het minder klonterig is. Sterrenkundigen geven die mate van klonterigheid aan met de term sigma 8, oftewel σ8. Die parameter is op haar beurt weer gekoppeld aan de hoeveelheid materie in het heelal (Ωm, de hoeveelheid donkere plus gewone materie) via de vergelijking S8≡σ8(Ωm/0.3)^0.5. Uit de analyse blijkt Ωm=0,306 (de overige 70% van het heelal is donkere energie) en S8=0,792. Nou zijn er wel vaker afwijkingen van het ΛCDM model gevonden. Mocht deze afwijking van σ8 ook bij toekomstige metingen blijven bestaan, dan kan het mogelijk betekenen dat er iets mist aan het ΛCDM model – eerder sprak ik al van de σ8-spanning. 

De vakartikelen over DES+SPT

• • Y. Omori et al. (DES and SPT Collaborations), “Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck. I. Construction of CMB lensing maps and modeling choices,” Phys. Rev. D 107, 023529 (2023).
  • C. Chang et al. (DES and SPT Collaborations), “Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck. II. Cross-correlation measurements and cosmological constraints,” Phys. Rev. D 107, 023530 (2023).
  • T. M. C. Abbott et al. (DES and SPT Collaborations), “Joint analysis of Dark Energy Survey Year 3 data and CMB lensing from SPT and Planck. III. Combined cosmological constraints,” Phys. Rev. D 107, 023531 (2023).

Bron: Universiteit van Chicago.

Gerelateerde Astroblogs:

Groei van kosmische structuren lijkt langzamer te gaan dan gedacht Uitdijingssnelheid heelal gemeten met vernieuwde camera van de South Pole Telescope DES heeft omvang van Baryonische Accoustische Oscillaties gemeten