Baryon akoestische oscillatie (BAO) klinkt alsof het technobabble kan zijn uit een Star Trek-aflevering. De Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), een onderdeel van de Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), nam vorige maand zijn "eerste licht" van astronomische gegevens op en zal de uitbreidingsgeschiedenis van het heelal in kaart brengen.
"Baryon-oscillatie is een snel rijpende methode om donkere energie te meten op een manier die complementair is aan de bewezen technieken van supernovakosmologie", zegt David Schlegel van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), de hoofdonderzoeker van BOSS. "De gegevens van BOSS zullen tot de beste behoren die ooit zijn verkregen over de grootschalige structuur van het heelal."
BOSS gebruikt dezelfde telescoop als de originele Sloan Digital Sky Survey - 2,5 meter telescoop
bij Apache Point Observatory in New Mexico - maar uitgerust met nieuwe, speciaal gebouwde spectrografen om de spectra te meten.
Baryon-oscillaties begonnen toen drukgolven door het vroege universum reisden. Dezelfde dichtheidsvariaties hebben hun sporen achtergelaten toen het heelal evolueerde, in de periodieke clustering van zichtbare materie in sterrenstelsels, quasars en intergalactisch gas, evenals in het samenklonteren van onzichtbare donkere materie.
Het vergelijken van deze schalen in verschillende tijdperken maakt het mogelijk om de details te traceren van hoe het heelal zich door zijn geschiedenis heeft uitgebreid - informatie die kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen concurrerende theorieën over donkere energie.
"Als geluidsgolven die door de lucht gaan, duwen de golven een deel van de materie dichter bij elkaar terwijl ze reizen", zegt Nikhil Padmanabhan, een BOSS-onderzoeker die onlangs is verhuisd van Berkeley Lab naar Yale University. “In het vroege heelal bewogen deze golven met de helft van de lichtsnelheid, maar toen het heelal nog maar een paar honderdduizend jaar oud was, koelde het heelal voldoende af om de golven te stoppen, waardoor er een kenmerkende lengte van 500 miljoen lichtjaar overbleef. "
"We kunnen deze bevroren golven tegenwoordig zien in de verdeling van sterrenstelsels", zegt Daniel Eisenstein van de Universiteit van Arizona, de directeur van de SDSS-III. “Door de lengte van de baryon-oscillaties te meten, kunnen we bepalen hoe donkere energie de expansiegeschiedenis van het universum heeft beïnvloed. Dat helpt ons er weer achter te komen wat donkere energie zou kunnen zijn. '
"Het bestuderen van baryon-oscillaties is een opwindende methode om donkere energie te meten op een manier die complementair is aan technieken in de supernovakosmologie", zegt Kyle Dawson van de Universiteit van Utah, die de inbedrijfstelling van BOSS leidt. "De metingen van BOSS-sterrenstelsels zullen een revolutionaire dataset zijn die rijke inzichten in het universum zal verschaffen", voegde Martin White van Berkeley Lab eraan toe, BOSS's onderzoek
wetenschapper.
Op 14-15 september 2009 gebruikten astronomen BOSS om de spectra van duizend sterrenstelsels en quasars te meten. Het doel van BOSS is om 1,4 miljoen lichtgevende rode sterrenstelsels te meten bij roodverschuivingen tot 0,7 (toen het heelal ongeveer zeven miljard jaar oud was) en 160.000 quasars bij roodverschuivingen tussen 2,0 en 3,0 (toen het heelal nog maar ongeveer drie miljard jaar oud was). BOSS zal ook variaties in de dichtheid van waterstofgas tussen de sterrenstelsels meten. Het observatieprogramma duurt vijf jaar.
Bron: Sloan Digital Sky Survey
