Stephan’s Quintet, een vijftal sterrenstelsels die gravitationeel op elkaar inwerken. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI
Deze week zijn de nieuwste resultaten bekendgemaakt van de Atacama Cosmology Telescope (ACT), de telescoop in het Andesgebergte in het noorden van Chili waarmee men de verdeling van donkere materie op een kwart van de gehele hemel in kaart heeft gebracht. De resultaten ondersteunen het ΛCDM model, het model dat er van uit gaat dat de grootschalige structuren in het heelal beïnvloed worden door donkere energie (Λ) en donkere materie (CDM). Hieronder zie je de kaart, met in oranje de plekken waar meer materie is en in paars minder. In grijs het licht van stof van de Melkweg, gebieden die niet door ACT zijn bekeken.
Credit: ACT Collaboration
Om de donkere materie in kaart te brengen keek men met ACT naar de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB), de 2,7K koude straling die resteert van de hete oerknal en die 380.000 jaar na de oerknal loskoppelde van de materie. Tussen de CMB en de aarde bevindt zich donkere materie en de CMB fungeerde als een soort achtergrondlicht om het silhouet van de donkere materie te zien. Die werking zie je hieronder geïllustreerd.
Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation and the ACT Collaboration
Als de fotonen van de CMB op hun lange reis naar de aarde – een reis die 13,8 miljard jaar duurde – grote opeenhopingen van donkere materie passeren wordt hun pad afgebogen, omdat de donkere materie de omringende ruimte kromt, zoals voorspelt door Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie uit 1915. Door die afbuiging ontstaan kleine zwaartekrachtlenzen in de CMB en het zijn deze lenzen die door ACT tussen 2017 en 2021 in beeld zijn gebracht en wel in een gebied zo groot als een kwart van de hemel. Hiermee lukte het de sterrenkundigen om niet alleen de klonterigheid van de (donkere) materie te meten, maar ook de snelheid waarmee het heelal uitdijt. Die klonterigheid wordt aangeduid met de parameter S8 (en daarmee verwant σ8) en de uitdijingssnelheid met de Hubble constante H0.
Donkere materie zorgt voor zwaartekrachtlenzen. Credit: Lucy Reading-Ikkanda / Simons Foundation
Over beide parameters, S8 en H0, is de laatste jaren flinke discussie, omdat de gemeten waarden telkens uiteenvallen tussen de metingen gedaan met behulp van het vroege heelal en de metingen gedaan met het lokale, huidige heelal – zie de Hubble spanning en S8-spanning. De uitkomsten van ACT zijn S8=0,840 ± 0,028 en H0=68,1 ± 1 km/s/Mpc, beiden in overeenstemming met de Planck- en BAO-waarnemingen aan het vroege heelal. Ze verschillen met de metingen gedaan in het lokale heelal, maar dat is geen verrassing meer.
What #cosmology learned from the Atacama Cosmology Telescope (#ACT) Data Release 6 and lensing of the #CMB: final slide of a webinar; see https://t.co/Z07VMzyiJC for three papers just out and more about the ACT. pic.twitter.com/cpvOwkELsm
— Daniel Fischer @[email protected] (@cosmos4u) April 11, 2023
Vakartikelen (aangeboden aan the Astrophysical Journal voor publicatie):
- MacCrann, Sherwin, Qu, Namikawa, Madhavacheril et al, ‘The Atacama Cosmology Telescope: Mitigating the impact of extragalactic foregrounds for the DR6 CMB lensing analysis’
- Qu, Sherwin, Madhavacheril, Han, Crowley et al, ‘The Atacama Cosmology Telescope: A Measurement of the DR6 CMB Lensing Power Spectrum and its Implications for Structure Growth’
- Madhavacheril, Qu, Sherwin, MacCrann, Li et al, ‘The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Gravitational Lensing Map and Cosmological Parameters’
Bron: Princeton.
Speak Your Mind