A sötét energia nyomában: eddigi legpontosabb képet adják a kutatók a kozmoszról

A modern kozmológia egyik legnagyobb kérdése, hogy mi alkotja az Univerzum meghatározó részét. A galaxisok mozgása és a kozmikus tágulás megfigyelései arra utalnak, hogy az anyag túlnyomó része láthatatlan sötét anyagból áll, míg a tágulás gyorsulását egy ismeretlen eredetű összetevő, a sötét energia hajtja. Ezek együtt határozzák meg a kozmikus tágulás alakulását, és végső soron az Univerzum jövőjét is milliárd éves időskálákon.  

A Dark Energy Survey (DES) egy nemzetközi együttműködés, amelyben több mint 400 asztrofizikus és kutató vesz részt 35 intézményből, hét országból. Az együttműködést a US Department of Energy (DOE) Fermi National Accelerator Laboratory vezeti, és a DES tagjai között amerikai egyetemek kutatói, az NSF NOIRLab, valamint a DOE nemzeti laboratóriumai – Argonne, Lawrence Berkeley és SLAC – munkatársai is megtalálhatók.  

Az égbolt közel nyolcadát lefedő felmérés célja az volt, hogy feltérképezze, miként változott az anyag eloszlása az Univerzumban az elmúlt néhány milliárd év során, és hogyan befolyásolja ezt a sötét energia. Pontosabb eredmények reményében most a DES kutatói első alkalommal kombinálták egyetlen kísérleten belül négy független kozmológiai méréstípus, a gyenge gravitációs lencsehatás, a galaxisok térbeli eloszlása, a Ia típusú szupernóvák és a barionikus akusztikus oszcillációk információit.   

A hatéves adatgyűjtésre épülő elemzés több mint 600 millió távoli galaxis megfigyelésén alapul, és a korábbi DES eredményekhez képest több mint kétszeres pontosságú korlátokat ad az Univerzum alapvető paramétereire.  

A kutatásban Magyarországról egyedüliként Kovács András MTA Lendület csoportvezető vett részt a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontból. 2014 óta végzett munkája a galaxisok nagyléptékű eloszlásának, a kozmikus háló szerkezetének és az alacsony sűrűségű régiók – az úgynevezett kozmikus voidok – statisztikai vizsgálatához kapcsolódott, amelyek különösen érzékenyek az Univerzum gyorsuló tágulására és az anyag fejlődésére.  

„A DES adatelemzési folyamata során kidolgozott módszerek és statisztikai eszközök adják a Lendület kutatócsoportunk jelenlegi munkáinak alapját. Ezekre építve vizsgáljuk ma a kozmikus hálót, és ezek jelentik az átmenetet a DES és olyan újabb generációs kísérletek között, mint a Euclid, a DESI és a Rubin-LSST” – mondta Kovács András. 

A Dark Energy Survey végső adatkészlete kiemelkedő örökség lesz a kozmológusok számára, és az itt kidolgozott módszerek és alaposan ellenőrzött adatelemzési láncok közvetlen mintául szolgálnak a következő évek nagy égboltfelméréseihez (például Euclid, Rubin-LSST, Roman). Ezek már milliárdnyi galaxisról készítenek majd a korábbinál is élesebb felvételeket, és általuk még közelebb kerülhetünk majd az Univerzum megértéséhez.