Квазары БОССА - окончание

Окончание. Начало здесь 

До сих  пор трехмерные карты БОСС и других исследований могли измерять распределение галактик до момента 5.5 млрд лет назад - т.е. до времени, когда Вселенная уже начала ускорять свое расширение. Измерения квазаров в рамках БОСС (красная точка слева) путем измерения структуры межгалактического газа, смогла увидеть более раннюю Вселенную, когда ее расширение замедлялось гравитацией материи. Данные измерений квазаров дают возможность увидеть процесс перехода от замедления к ускорению расширения Вселенной, которое вызывается темной энергией. 

(График Зоси Ростомиан и др., Лаборатория Беркли)

 

Поиск сигнала

Предварительный результат Лаймана-альфа - первая карта БАО на очень ранней стадии эволюции Вселенной - основан на примерно трети всех данных, которые еще собирается получить БОСС, и включает 60369 квазаров, подтвержденных визуальными исследованиями их спектров. Но для упрощения поиска, многие из этих квазаров были исключены.

"Чтобы получить БАО из наших данных, нужно убрать искажения сигнала" - говорит участник команды из Беркли Билл Каритерз. Один из выброшенных классов квазаров - квазары с широкими линиями поглощения в спектрах, где происходят быстрые движения материала газа вокруг активного центра. Еще один отброшенный тип - со спектрами с "желобами" в Лайман-альфа, которые получаются, по словам Каритерза "когда свет от квазара проходит через очень, очень большой сгусток газа - настолько большой, что он совершенно затирает весь лес".

Убрав все забракованные спектры, команда осталась с квазарами числом 48129. 11 мая 2011 года команда Анжи Слосаря из Национальной Лаборатории в Брукхавене, которая когда-то входила в Лабораторию Беркли, продемонстрировал практику измерений меняющейся плотности межгалактического газа используя всего лишь 14 тысяч квазаров - по его словам "достаточно, чтобы подтвердить правильность метода".

"Мы не использовали какой-то особой информации на одном луче зрения, вместо этого взяли корреляцию между многими" - говорит Каритерз. "БОСС стал первым, для которого у нас было достаточно квазаров. Если бы их было мало, вы бы не увидели всю картину".

В дополнение к конвертации сырых данных, приходящих с телескопов в информацию, которую можно было бы использовать для программы, Стефен Балли из Лаборатории Беркли занимался также выборками симуляционных данных - т.н. прототипами - чтобы анализ заслуживал доверия.

"Прототипами важны, поскольку вы пытаетесь измерить что-то, что никогда до вас не измеряли." говорит Балли - "Мы знаем, где находятся настоящие квазары, мы знаем физику газов, но мы не знаем, где находится этот газ. Наши симуляции были основаны на положениях и красных смещениях реальных квазаров, но прототипирование спектров давало другое распределение газа. Если мы можем увидеть распределение в одном анализе, мы увидим его и в других."

В конце концов после обработки данных и прототипирования спектров в Римановском линуксовом кластере компьютеров в Группе Компьютеров Высокой Производительности в Беркли, анализ Леса Лаймана-Альфа более 48 тысяч квазаров дал аналогичный результат.

Шлигель: "Не существует пока более достоверного способа измерения БАО для красных смещений от 2 и больше. Пять лет назад это было рискованным, но единственным методом. Мы могли потерпеть неудачу множеством разных способов, но природа оказалась благосклонна к нам."

Уайт: "Мы смотрим назад, во Вселенную, где еще доминировала материя, когда расширение замедлялось, и темной энергии не было видно. Переход от замедления к ускорению расширения был отчетливым, а теперь мы живем во Вселенной, где доминирует темная энергия. Самая большая загадка космологии - почему именно сейчас?"

За этим вопросом БОСС отправится еще дальше, чтобы воссиять, когда обзор более 1.5 млн галактик и 160 тысяч квазаров будет закончен. А тем временем, Лес Лаймана-Альфа открыл новый вид древней Вселенной, что когда-нибудь приведет к полному пониманию законов природы вместе с другими программами, более мощными программами исследований - вроде новой БИГ БОСС.

ссылочки:
1. "Барионные Акустические Осцилляции в Лесу Лаймана-Альфа квазаров"
2. SDSS-III
3. Исследование BOSS
4. Новое исследование Big Boss
5. Лаборатория Беркли

---

Послесловие от д-ра Майкла.

А вот д-р Джей отвечает нам на вопрос о том, чем идея, о которой мы говорили во время интервью, отличается от БОССа:

Вопрос: Можете ли рассказать, похожа ли эта идея на ту, что мы обсуждали?
Ответ: Да, они связаны. Эти так называемые "барионные акустические осцилляции" - главным образом, свойство, заключающееся в распределении галактик и другой материи во Вселенной. Их размер можно вычислить и сравнить с их размером на нашем небе, можно судить об истории расширения Вселенной. Это, главным образом, "геометрические" измерения, в то время как мы разговаривали о "динамических" наблюдениях - и это пока то, что еще никто не делал.