Details van de aluminiumplaten en glasvezelkabels die zijn gebruikt om metingen te verrichten. (Afbeelding afkomstig van Sloan Digital Sky Survey III) Van dit verhaal
[×] SLUITEN
De Sloan Digital Sky Survey heeft onlangs de grootste 3D-kaart ooit vrijgegeven met ongeveer 540.000 sterrenstelsels
Video: Een vlucht door het universum
Hoe breng je de lucht in kaart? Het is een ontmoedigend voorstel om zeker te zijn en er zijn geen Google-auto's of camera's klaar, maar het team achter de Sloan Digital Sky Survey komt eraan. De groep, nu in hun derde onderzoeksfase, heeft onlangs de grootste 3D-kaart van de hemel ooit uitgebracht met ongeveer 540.000 sterrenstelsels.
Hoe groot het ook is, de recente kaart beslaat slechts acht procent van de lucht. Medio 2014 zal het team, onder leiding van Daniel Eisenstein van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, voldoende aanvullende informatie hebben verzameld om een kwart van de lucht te voltooien.
Anders dan het maken van een zeer coole geanimeerde video (hierboven) over het project, waarin kijkers door bijna 400.000 sterrenstelsels lijken te varen, zal de kaart nuttig blijken te zijn in een verscheidenheid aan onderzoeksprojecten, van donkere energie tot quasars en de evolutie van grote sterrenstelsels, en de nieuwe informatie biedt nauwkeurigere gegevens dan enig ander eerder luchtonderzoek. Met een combinatie van beeldvorming en spectroscopie kunnen wetenschappers de afstand van sterrenstelsels en andere objecten met een precisie van 1, 7 procent in kaart brengen. In het verleden konden de afstanden van lichamen in de ruimte alleen worden gemeten door de veel minder nauwkeurige Doppler-verschuivingsobservatie van de wet van Hubble.
“Dat is een zeer provocerende waarde voor precisie, omdat astronomen veel van de vorige eeuw ruzie hebben gemaakt over de vraag of de Hubble-constante 50 of 100 was, wat in feite ruzie maakt over een factor twee in afstand. Nu gebruiken we deze methode om tot een precisie te komen die een procent nadert, ”legt Eisenstein uit.
De mappingmethode is gebaseerd op iets dat de baryon-akoestische oscillatie wordt genoemd, die wordt veroorzaakt door geluidsgolven die zich voortplanten in de eerste miljoen jaar na de oerknal, legt Eisenstein uit. "Deze geluidsgolven veroorzaken in feite een kleine correlatie tussen regio's met een ruimte van 500 miljoen lichtjaar uit elkaar." In de jaren na de Big Bang vormde een melkwegstelsel dat te dicht werd, een geluidsgolf. "Die geluidsgolf reist naar een afstand die vandaag overeenkomt met 500 miljoen lichtjaren en waar het uiteindelijk (een regio) produceert die iets meer is verbeterd dan zijn melkwegpopulatie." Met andere woorden, er is een iets bovengemiddelde spreiding van sterrenstelsels 500 miljoen lichtjaren uit elkaar dan 600 of 400 miljoen lichtjaren.
"Omdat we weten dat deze geluidsgolven een afstand van 500 miljoen lichtjaar bepalen, kunnen we nu daadwerkelijk afstand meten, dus in het onderzoek hebben we de afstand tot deze sterrenstelsels gemeten."
Deze meer nauwkeurige metingen betekenen opwindend nieuws voor de zoektocht naar donkere energie, de versnelling van de expansie van het universum. "De manier waarop we donkere energie meten, is door afstanden tot bepaalde objecten met zeer hoge precisie te meten, " zegt Eisenstein.
De methode voor het uitvoeren van deze metingen is verrassend fysiek van aard. Met initiële beeldvorming kunnen de wetenschappers een basiskaart krijgen van wat objecten zich in een bepaald gebied van de hemel bevinden: quasars, sterrenstelsels, sterren en andere items. Vervolgens selecteren ze welke objecten nuttig zijn voor verder onderzoek. Omdat zoveel teams betrokken zijn, waaronder het Lawrence Berkeley National Laboratory en de Universiteit van Cambridge, kiezen verschillende groepen verschillende objecten, afhankelijk van hun onderzoeksgebied.
Op basis van spectroscopie kunnen de onderzoekers 1.000 objecten tegelijk meten. Op een grote aluminium schijf boren ze gaten die overeenkomen met de positie van elk object. "Op een bepaald bord kunnen er 700 sterrenstelsels en 200 quasar-kandidaten en 100 sterren zijn", legt Eisenstein uit. Vervolgens plaatst het team glasvezelkabels met de hand in elk gat. Licht van elk object raakt de kabels en wordt naar het instrument gebracht. De schijf blijft een uur zitten om het licht te absorberen en gaat dan door naar het volgende gedeelte van de hemel. Sommige nachten vult het team tot negen schijven, maar dat is zeldzaam.
Bezoekers kunnen enkele van de materialen bekijken die door het sky survey-team in het Air and Space Museum worden gebruikt, waaronder een oplaadpaar dat licht omzet in elektrische signalen die digitaal kunnen worden gelezen om een functionele kaart te maken.
Wanneer het project is voltooid, hebben ze 2.200 platen en een kaart van ongeveer twee miljoen objecten. En je hebt de nachtelijke hemel binnen handbereik. Google dat!
