Uit een NRAO-persbericht:
Donkere energie is het label dat wetenschappers hebben gegeven aan de oorzaak van de versnelling van het heelal, en wordt verondersteld bijna driekwart van de massa en energie van het heelal te vormen. Natuurkundigen hebben geavanceerde theorieën ontwikkeld om de versnelling uit te leggen, en geloven dat de beste manier om die theorieën te testen het meten van grootschalige kosmische structuren is. Een nieuwe techniek die is ontwikkeld voor de Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) heeft astronomen een nieuwe manier gegeven om grote kosmische structuren zoals donkere energie in kaart te brengen.
Geluidsgolven in de materie-energiesoep van het extreem vroege heelal zouden detecteerbare sporen hebben achtergelaten op de grootschalige verspreiding van sterrenstelsels in het heelal. De onderzoekers ontwikkelden een manier om dergelijke afdrukken te meten door de radio-emissie van waterstofgas te observeren. Hun techniek, intensiteitskartering genoemd, zou, wanneer toegepast op grotere delen van het heelal, kunnen onthullen hoe zo'n grootschalige structuur de afgelopen paar miljard jaar is veranderd, en geeft inzicht in welke theorie van donkere energie het meest nauwkeurig is.
"Ons project bracht waterstofgas in kaart op grotere kosmische afstanden dan ooit tevoren, en laat zien dat de technieken die we hebben ontwikkeld kunnen worden gebruikt om enorme volumes van het heelal in drie dimensies in kaart te brengen en om de concurrerende theorieën over donkere energie te testen," zei Tzu-Ching Chang , van de Academia Sinica in Taiwan en de Universiteit van Toronto.
Om hun resultaten te krijgen, gebruikten de onderzoekers de GBT om een hemelgebied te bestuderen dat eerder in detail was waargenomen in zichtbaar licht door de Keck II-telescoop op Hawaï. Dit optische onderzoek gebruikte spectroscopie om de locaties van duizenden sterrenstelsels in drie dimensies in kaart te brengen. Met de GBT, in plaats van te zoeken naar waterstofgas in deze individuele, verre sterrenstelsels - een enorme uitdaging die verder gaat dan de technische mogelijkheden van de huidige instrumenten - gebruikte het team hun techniek voor het in kaart brengen van intensiteit om de radiogolven die door het waterstofgas worden uitgezonden, op te hopen in grote hoeveelheden ruimte waaronder veel sterrenstelsels.
“Sinds het begin van de 20e eeuw hebben astronomen de uitdijing van het heelal gevolgd door sterrenstelsels te observeren. Met onze nieuwe techniek kunnen we de stap van het detecteren van sterrenstelsels overslaan en radio-emissies van duizend sterrenstelsels tegelijk verzamelen, evenals al het zwak gloeiende materiaal ertussen ', zegt Jeffrey Peterson van Carnegie Mellon University.
De astronomen ontwikkelden ook nieuwe technieken die zowel door de mens veroorzaakte radio-interferentie als radio-emissie veroorzaakt door meer dichtbijgelegen astronomische bronnen verwijderden, waardoor alleen de uiterst zwakke radiogolven van het verre waterstofgas achterbleven. Het resultaat was een kaart van een deel van het 'kosmische web' dat netjes correleerde met de structuur die werd getoond in de eerdere optische studie. Het team stelde in 2008 voor het eerst hun intensiteitskarteringstechniek voor en hun GBT-waarnemingen waren de eerste test van het idee.
"Deze waarnemingen detecteerden meer waterstofgas dan alle eerder gedetecteerde waterstof in het heelal, en op afstanden die tien keer zo groot waren als alle eerder uitgezonden radiogolven uitzendende waterstof", zegt Ue-Li Pen van de Universiteit van Toronto.
"Dit is een demonstratie van een belangrijke techniek die veelbelovend is voor toekomstige studies over de evolutie van grootschalige structuren in het universum", zegt Chris Carilli, hoofdwetenschapper van de National Radio Astronomy Observatory, die geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam.
Naast Chang, Peterson en Pen bestond het onderzoeksteam uit Kevin Bandura van Carnegie Mellon University. De wetenschappers rapporteerden over hun werk in het nummer van 22 juli van het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
