Meer bewijs nodig dat de uitdijing van het heelal versnelt? Kijk maar naar de Hubble-ruimtetelescoop. Het team, onder leiding van Tim Schrabback van de Sterrewacht Leiden, voerde een intensieve studie uit van meer dan 446.000 sterrenstelsels binnen het COSMOS-veld (Cosmological Evolution Survey), het resultaat van de grootste enquête ooit uitgevoerd met Hubble. Bij het maken van de COSMOS-enquête fotografeerde Hubble 575 enigszins overlappende beelden van hetzelfde deel van het heelal met behulp van de Advanced Camera for Surveys (ACS) aan boord van de baantelescoop. Het kostte bijna 1.000 uur aan observaties.
Naast de Hubble-gegevens gebruikten onderzoekers roodverschuivingsgegevens van op de grond gebaseerde telescopen om afstanden toe te wijzen aan 194.000 van de onderzochte sterrenstelsels (tot een roodverschuiving van 5). "Het enorme aantal sterrenstelsels in dit type analyse is ongekend, maar belangrijker is de schat aan informatie die we uit deze uitzonderlijke dataset over de onzichtbare structuren in het heelal zouden kunnen halen", zegt co-auteur Patrick Simon van de Edinburgh University.
In het bijzonder konden de astronomen de grootschalige materieverdeling in de ruimte over grote afstanden 'wegen'. Om dit te doen, maakten ze gebruik van het feit dat deze informatie is gecodeerd in de vervormde vormen van verre sterrenstelsels, een fenomeen dat zwakke zwaartekrachtlensing wordt genoemd. Met behulp van complexe algoritmen heeft het team onder leiding van Schrabback de standaardmethode verbeterd en metingen van de vorm van sterrenstelsels verkregen met een ongekende precisie. De resultaten van de studie zullen worden gepubliceerd in een aankomend nummer van astronomie en astrofysica.
De nauwgezetheid en schaal van deze studie maakt een onafhankelijke bevestiging mogelijk dat de uitdijing van het heelal wordt versneld door een extra, mysterieuze component genaamd donkere energie. Er zijn een handvol andere onafhankelijke bevestigingen. Wetenschappers moeten weten hoe de vorming van klonten materie in de geschiedenis van het heelal is geëvolueerd om te bepalen hoe de zwaartekracht, die materie bij elkaar houdt, en donkere energie, die het uit elkaar trekt door de uitdijing van het heelal te versnellen, hen heeft beïnvloed. “Donkere energie beïnvloedt onze metingen om twee redenen. Ten eerste, als het aanwezig is, groeien clusters van sterrenstelsels langzamer, en ten tweede verandert het de manier waarop het heelal zich uitbreidt, wat leidt tot verder weg gelegen - en efficiënter lensvormige - sterrenstelsels. Onze analyse is gevoelig voor beide effecten ', zegt co-auteur Benjamin Joachimi van de Universiteit van Bonn. "Onze studie biedt ook een aanvullende bevestiging van de algemene relativiteitstheorie van Einstein, die voorspelt hoe het lenssignaal afhangt van roodverschuiving", voegt co-onderzoeker Martin Kilbinger van het Institut d’Astrophysique de Paris en het Excellence Cluster Universe toe.
Het grote aantal sterrenstelsels in deze studie, samen met informatie over hun roodverschuivingen, leidt tot een duidelijkere kaart van hoe precies een deel van het heelal is ingedeeld; het helpt ons zijn galactische bewoners te zien en hoe ze worden verspreid. "Met nauwkeurigere informatie over de afstanden tot de sterrenstelsels kunnen we de verdeling van de materie tussen hen en ons nauwkeuriger meten", merkt mede-onderzoeker Jan Hartlap van de Universiteit van Bonn op. “Voorheen werden de meeste onderzoeken in 2D gedaan, zoals het maken van een thoraxfoto. Onze studie lijkt meer op een 3D-reconstructie van het skelet van een CT-scan. Bovendien zijn we in staat om het skelet van donkere materie te zien rijpen vanaf de jeugd van het universum tot heden, "zegt William High van Harvard University, een andere co-auteur.
De astronomen kozen specifiek voor de COSMOS-enquête omdat wordt aangenomen dat het een representatief monster van het heelal is. Met grondige studies zoals die onder leiding van Schrabback, zullen astronomen op een dag hun techniek kunnen toepassen op grotere delen van de hemel, waardoor ze een duidelijker beeld krijgen van wat er werkelijk is.
Bron: EurekAlert
Paper: Schrabback et al., ‘Bewijs voor de versnelde uitdijing van het heelal van tomografie met zwakke lenzen met COSMOS’, Astronomy and Astrophysics, maart 2010,
