Las encuestas de lentes débiles, como HSC, prefieren un Universo ligeramente menos sólido (izquierda) que el modelo de Planck previsto (derecha). Las imágenes muestran una diferencia pequeña, pero notable
Recientemente, los investigadores lograron lanzar el mapa tridimensional más extenso y más profundo de la distribución de materia en el espacio. Esto le permite aumentar la precisión de las restricciones de energía oscura con la ayuda de la revisión de Hyper Suprime-Cam (HSC).
El universo moderno es un lugar bastante grande. El espacio se ha expandido en los últimos 14 mil millones de años, tejiendo galaxias y materia oscura por gravedad y creando un paisaje increíble con huecos. La gravedad que atrae la materia también afecta nuestra visión de los objetos astronómicos. Cuando la luz viaja desde galaxias distantes a la Tierra, la atracción gravitatoria de otros objetos en el camino dobla el brillo. Como resultado, las galaxias observadas están distorsionadas debido al fenómeno de la lente gravitacional. Dentro de tales distorsiones, hay una gran cantidad de información que permite una mejor comprensión de la distribución de la materia en el Universo y la naturaleza de la energía oscura.
El mapa HSC se basa en datos del telescopio Subaru japonés y permite a los investigadores medir la distorsión gravitacional en imágenes de 10 millones de galaxias.
Izquierda: mapa tridimensional de la materia oscura del Universo, derivado de una de las seis zonas de observación HSC y mostrado en el fondo con diferentes tonos de azul (las áreas brillantes son materia oscura). El mapa se derivó de las distorsiones de las formas galácticas, indicadas por líneas blancas. Su longitud transmite la magnitud de la distorsión, y el ángulo corresponde a la dirección. Derecha: las mediciones se activan mediante la luz de galaxias distantes que pasan por el Universo y desvían la materia en diferentes épocas. HSC escanea el Universo más cercano en una forma más estrecha, pero profunda, debido a lo cual es posible estudiar las galaxias más débiles y formar un mapa claro de la distribución de la materia oscura.
Los investigadores compararon el nuevo mapa con las fluctuaciones predichas por las observaciones satelitales de Planck. Las mediciones de HSC fueron más bajas, pero el modelo de Planck fue estadísticamente consistente. La situación con resultados más bajos aún nos hace dudar si la energía oscura se conduce a sí misma como la constante cosmológica de Einstein.
Las restricciones cosmológicas en el cúmulo del universo actual (S8) se predicen usando observaciones del espacio en diferentes momentos. La medición de HSC se muestra en rojo y se considera una de las mediciones más distantes que utilizan lentes gravitacionales débiles. Deben compararse con los resultados de Planck, obtenidos de las observaciones de la radiación de fondo en el Universo más antiguo, y otros experimentos modernos como el KiDS y el DES.
El mapa proporciona una imagen más completa de cuánta energía oscura hay, revelando detalles de sus propiedades y participación en la aceleración del proceso de expansión espacial. Medir la distorsión causada por lentes gravitacionales es difícil. El hecho es que este efecto es pequeño, y la atmósfera, el telescopio y el detector pueden crear distorsiones en las formas galácticas. Para obtener información precisa, los científicos deben estar seguros de que todos los efectos son solo sobre lentes.
Los estudios de lentes, como HSC, prefieren un Universo mucho menos sólido de lo que Planck predijo. Las imágenes muestran una discrepancia leve pero notable con el modelo de computadora. ¿Es esta una fluctuación estadística? Los astrónomos continúan recolectando más datos para entender este problema.
Por lo tanto, el equipo creó un modelo detallado de simulación de datos para HSC basado en imágenes del Telescopio Espacial Hubble. En estas simulaciones, logramos encontrar correcciones a las formas galácticas para eliminar las distorsiones de las formas causadas por efectos extraños. Los resultados se extraen del primer año de datos del estudio HSC. En general, el HSC debe recopilar datos durante 5 años, lo que mejor revelará el comportamiento de la energía oscura y ayudará a estudiar la evolución de las galaxias y los cúmulos galácticos masivos.
