La luz de galaxias distantes revela información importante sobre la naturaleza del universo y permite a los científicos desarrollar modelos de alta precisión de la historia, evolución y estructura del cosmos.
La gravedad asociada con bolsas masivas de materia oscura que se encuentran entre la Tierra y estas galaxias, sin embargo, causa estragos en esas señales de luz galáctica. La gravedad distorsiona la luz de las galaxias, un proceso llamado lente gravitacional, y también alinea ligeramente las galaxias físicamente., lo que da como resultado señales de luz de lentes gravitacionales adicionales que contaminan los datos verdaderos.
En un estudio publicado por primera vez el 5 de agosto en Las cartas del diario astrofísico , Científicos de la Universidad de Texas en Dallas demostraron el primer uso de un método llamado autocalibración para eliminar la contaminación de las señales de lentes gravitacionales. Los resultados deberían conducir a modelos cosmológicos más precisos del universo, dijo el Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, profesorde Física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas y el autor correspondiente del estudio.
"El método de autocalibración es algo que otros propusieron hace unos 10 años; muchos pensaron que era solo un método teórico y se alejaron de él", dijo Ishak-Boushaki. "Pero intuitivamente sentí la promesa. Después de ocho años de persistenteinvestigación madurando el método en sí, y luego los dos últimos años aplicándolo a los datos, dio frutos con importantes consecuencias para los estudios cosmológicos ".
Una lente sobre el universo
La lente gravitacional es uno de los métodos más prometedores en cosmología para proporcionar información sobre los parámetros que subyacen al modelo actual del universo.
"Puede ayudarnos a trazar un mapa de la distribución de la materia oscura y descubrir información sobre la estructura del universo. Pero la medición de tales parámetros cosmológicos puede estar desviada hasta en un 30% si no extraemos la contaminación en las lentes gravitacionalesseñal ", dijo Ishak-Boushaki.
Debido a la forma en que se forman las galaxias distantes y el entorno en el que se forman, están ligeramente alineadas físicamente con la materia oscura cercana a ellas. Esta alineación intrínseca genera señales de lentes falsas adicionales, o un sesgo, que contaminan los datos de las galaxias yasí sesgará la medición de parámetros cosmológicos clave, incluidos aquellos que describen la cantidad de materia oscura y energía oscura en el universo y la rapidez con que las galaxias se alejan unas de otras.
Para complicar aún más las cosas, hay dos tipos de alineación intrínseca que requieren diferentes métodos de mitigación. En su estudio, el equipo de investigación utilizó el método de autocalibración para extraer las señales molestas de un tipo de alineación llamada forma intrínseca-cortante gravitacional, que es el componente más crítico.
"Nuestro trabajo aumenta significativamente las posibilidades de éxito para medir las propiedades de la energía oscura de una manera precisa, lo que nos permitirá comprender qué está causando la aceleración cósmica", dijo Ishak-Boushaki. "Otro impacto será determinar con precisión siLa teoría general de la relatividad de Einstein se mantiene en escalas muy grandes en el universo. Estas son preguntas muy importantes ".
Impacto en cosmología
Se están preparando varios estudios científicos importantes destinados a comprender mejor el universo, que recopilarán datos de lentes gravitacionales. Entre ellos se incluyen el Legacy Survey of Space and Time LSST del Observatorio Vera C. Rubin, la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea yTelescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA.
"El gran ganador aquí serán estos próximos estudios de lentes gravitacionales. Realmente seremos capaces de obtener todo el potencial de ellos para comprender nuestro universo", dijo Ishak-Boushaki, miembro y convocante de DarkColaboración en Ciencias de la Energía.
El método de autocalibración para eliminar señales contaminadas fue propuesto por primera vez por el Dr. Pengjie Zhang, profesor de astronomía en la Universidad de Shanghai Jiao Tong y coautor del estudio actual.
Ishak-Boushaki desarrolló aún más el método y lo introdujo en el ámbito de las observaciones cosmológicas, junto con uno de sus antiguos alumnos, Michael Troxel MS'11, PhD'14, ahora profesor asistente de física en la Universidad de Duke. Desde 2012, elLa investigación ha sido apoyada por dos subvenciones a Ishak-Boushaki de la National Science Foundation NSF.
"No todos estaban seguros de que la autocalibración conduciría a un resultado tan importante. Algunos colegas fueron alentadores; algunos se mostraron escépticos", dijo Ishak-Boushaki. "He aprendido que vale la pena no rendirse. Mi intuición fueque si se hacía bien, funcionaría, y estoy agradecido con la NSF por ver la promesa de este trabajo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Original escrito por Amanda Siegfried. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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