VIPERS, wielka trójwymiarowa mapa Wszechświata sprzed 7 mld lat

Największy z realizowanych dotychczas projektów astronomicznych z wykorzystaniem teleskopów European Southern Observatory, mający za cel stworzenie trójwymiarowej mapy Wszechświata, osiągnął półmetek.

Międzynarodowy zespół astronomów, wśród których są również Polacy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Warszawie, Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, Uniwersytetu Jana Kochanowskiego w Kielcach oraz przebywający na stażach zagranicznych w Nagoya University (Japonia) wykorzystał teleskopy ESO do pomiaru odległości do 55000 galaktyk. Zebrany do tej pory materiał obserwacyjny pozwolił stworzyć niezwykłą, trójwymiarową mapę rozmieszczenia galaktyk we Wszechświecie, gdy był on dwa razy młodszy niż obecnie.

Obserwacje wykonane w ramach projektu VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey) zostały przeprowadzone na jednym z największych i technologicznie bardzo zaawansowanym teleskopie ESO o średnicy zwierciadła 8,2m. Doskonałe warunki obserwacyjne panujące w Chile na wysokości 2635m npm. oraz nowoczesny sprzęt umożliwiły wyznaczenie odległości do galaktyk 4 miliony razy słabszych niż obiekty widoczne gołym okiem w pogodną noc.

Zespół VIPERS, źródło vipers.inaf.it

Galaktyki - kosmiczne wyspy świecącej materii

Otrzymana mapa pokazuje położenie galaktyk, tak szczegółowo jak nigdy dotąd. Możemy zobaczyć na niej jak układają się one w większe, grawitacyjnie związane struktury. Widzimy gromady galaktyk, kosmiczne ściany i pustki pozbawione świecącej materii. Analiza położeń i ruchu galaktyk daje szansę na wyznaczenie własności i rozmieszczenia ciemnej materii we Wszechświecie, materii której nie możemy zobaczyć bezpośrednio. Jedynie wpływ jaki ona wywiera na ruch obserwowanych galaktyk świadczy o jej istnieniu.

Również świecąca materia pełna jest niewiadomych. W teorii budowy i ewolucji galaktyk ciągle są białe plamy. Wiemy, że własności galaktyk zależą od ich położenia w przestrzeni. W obszarach, gdzie ich gęstość jest duża, dominują jasne i czerwone galaktyki eliptyczne, w których zakończyły sie procesy gwiazdotwórcze. Natomiast obszary o małej gęstości są zdominowane przez niebieskie galaktyki spiralne, pełne obłoków gazu z którego rodzą sie nowe gwiazdy. Obserwacje galaktyk sięgające 7 mld lat wstecz pozwolą określić jak w przeszłości przebiegały procesy formowania się galaktyk i wyjaśnić wpływ miejsca obiektów w wielkoskalowej strukturze materii na powstawanie, budowę i dalsze życie galaktyk.

Ciemna materia i energia

Wszechświat powstał około 13,7 miliarda lat temu. Obserwacje odległego Wszechświata są wędrówką w jego przeszłość. Dane zebrane w projekcie VIPERS umożliwią zbadanie jak zmieniał się on w ciągu ostatnich kilku miliardów lat. Tym razem dotarliśmy do czasów gdy Wszechświat liczył sobie 7 mld lat. Jest to bardzo interesujący okres, gdyż obserwacje astronomiczne odległych obiektów pokazały, iż w tym czasie, po wcześniejszym spowalnianiu swej ekspansji, rozszerzanie Wszechświata zaczęło przyspieszać. Najprawdopodobniej odpowiedzialna jest za to ciemna energia. Niestety, nie wiemy czym ona jest oraz jakie są jej własności. Astronomowie analizujący dane z przeglądu VIPERS oczekują, że najnowsze obserwacje zbliżą nas do pełnego zrozumienia tego fenomenu. Pierwsze wyniki wskazują, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest klasyczna stała kosmologiczna.

Półmetek projektu

Zespół skupiony wokół projektu VIPERS uczci półmetek swojej pracy publikacją serii artykułów naukowych opisujących przegląd oraz dotychczasowe osiągnięcia. Dotychczasowy etap projektu zespół zamyka wysłaniem w tym tygodniu do druku w czasopismach naukowych siedmiu artykułów, opisujących przegląd i jego pierwsze osiągnięcia.

Polscy uczestnicy programu to: dr hab. Agnieszka Pollo (Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego, Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Warszawa), dr Janusz Krywult (Uniwersytet Jana Kochanowskiego, Kielce), dr Katarzyna Małek (Nagoya University, Japonia, staż podoktorski), mgr Aleksandra Solarz (Nagoya University, Japonia, doktorantka).
 

Co dalej?

VIPERS jest jednym z tak zwanych Wielkich Programów ESO. Na sporządzenie mapy odległego Wszechświata poświęconych zostanie łącznie 440 godzin pracy ośmiometrowego teleskopu Melipal. Do zakończenia programu obserwacyjnego pozostały jeszcze dwa lata podczas których materiał badawczy zostanie powiększony do 100000 galaktyk w obszarze około 24 stopni kwadratowych i przesunięciach ku czerwieni od 0.5 do 1.2. Tak duży i jednorodny materiał badawczy znacznie rozszerzy naszą wiedzę o Wszechświecie.

Polska stara się obecnie o członkostwo w ESO. Nasze wstąpienie w strukturę tego obserwatorium zapewni polskim astronomom znacznie szerszą niż dotychczas możliwość prowadzenia i inicjowania badań na wielkich teleskopach należących do ESO.

Dalsze informacje są dostępne na stronie internetowej projektu: vipers.inaf.it

oraz obserwatorium ESO: www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

strona VIPERS-a w ESO: www.eso.org/public/announcements/ann13022

strona z przygotowanymi przez Planetarium Centrum Kopernika animacjami: cnk.maciejmucha.eu/vipers/pressrelease

( Janusz Krywult )