Heute wurde ein neuer Katalog veröffentlicht, der Informationen zu Millionen weit entfernter Galaxien bietet und ihre Entfernungen mit beispielloser Präzision über ein bisher nie erforschtes Sichtfeld und eine noch nie dagewesene Tiefe bestimmt.
Der Katalog ist das Ergebnis der Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS), einer internationalen Zusammenarbeit unter der Leitung des Institute of Space Sciences (ICE-CSIC), das dem Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Universitäten (MICIU) untersteht und an der 14 Institutionen in sechs Ländern beteiligt sind – darunter auch die University of Portsmouth.
Dieser Katalog wurde über 200 Nächte zwischen 2015 und 2019 mit der PAUCam-Kamera des William-Herschel-Teleskops auf La Palma gesammelt und ist jetzt verfügbar auf der PAUS-Website und das CosmoHub-Webportal.
Der Katalog deckt eine riesige Himmelsfläche von 50 Quadratgrad ab, was etwa der Fläche von 250 Vollmonden entspricht, und enthält Daten zu 1,8 Millionen astronomischen Objekten. Diese Erkenntnisse werden es Astronomen ermöglichen, genauere Karten zu erstellen, um zu verstehen, wie sich Strukturen im Universum bilden, und um dunkle Materie und dunkle Energie zu untersuchen.
Enrique Gaztañaga, Direktor der PAU-Umfrage und Professor am Institut für Kosmologie und Gravitation der Universität Portsmouth, sagte: „Die PAU-Umfrage bietet einen bahnbrechenden Ansatz zur Erstellung kosmischer Karten, der durch die Gestaltung und Entwicklung eines neuartigen Instruments und einer speziellen Umfrage zur Erfassung und Analyse von Daten auf noch nie dagewesene Weise möglich wurde. Es war ein Privileg, mit einer so talentierten und zuverlässigen Gruppe zusammenzuarbeiten.“
Die beschleunigte Expansion des Universums wird der dunklen Energie zugeschrieben, die etwa 70 % des Universums ausmacht, doch ihre Natur bleibt ein Rätsel. Die PAU-Umfrage bietet neue Einblicke in dieses Rätsel und ermöglicht eine genaue und umfassende Charakterisierung von Millionen von Galaxien bis zu Entfernungen von mehr als 10 Milliarden Lichtjahren.
Dieser Katalog ist eine wertvolle Ressource für die astronomische Gemeinschaft und hilft bei der wissenschaftlichen Analyse und Kalibrierung anderer kosmologischer Untersuchungen.
Die PAUCam-Kamera wurde speziell für die genaue Messung der Entfernungen von Galaxien entwickelt, um die Ausdehnung des Universums unter dem Einfluss von dunkler Materie und dunkler Energie zu untersuchen.
Das Projekt baut auf vorhandenen Tiefenbildern des Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey (CFHTLenS) auf, der mit dem Canada-France-Hawaii Telescope auf Hawaii durchgeführt wurde, und des Kilo-Degree Survey (KiDS), der mit dem VLT Survey Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile durchgeführt wurde. Durch die Kombination dieser Datensätze hat PAUS hochpräzise Entfernungs- und Zeitinformationen für Objekte im tiefen Weltraum erhalten.
Dieser Katalog stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Kosmosforschung dar, denn seine umfangreichen Daten ermöglichen photometrische Rotverschiebungsmessungen, mit denen die Entfernungen von Galaxien bestimmt werden können, wie sie vor Milliarden von Jahren aussahen.
Um diese Messungen durchzuführen, verwendet die PAU-Kamera 40 Filter in verschiedenen Farben, die schmale Bänder im optischen Spektrum darstellen. Bei dieser Technik wird dasselbe Feld mehrmals durch verschiedene Farbfilter fotografiert. Wenn sich Objekte von uns entfernen, erfährt das von ihnen ausgestrahlte Licht eine Rotverschiebung und verschiebt sich in Richtung des roten Endes des Spektrums. In der Astronomie ist die Rotverschiebung entscheidend für die Berechnung der Entfernung eines Objekts von der Erde.
David Navarro-Gironés, Doktorand am ICE-CSIC und Erstautor der Studie, sagte: „Die Genauigkeit bei der Messung von Galaxienentfernungen hängt von der Anzahl der verwendeten Filter ab, da jeder Filter andere Informationen über die Galaxie liefert.“
„Der große Vorteil von PAUS besteht darin, dass es Informationen aus 40 verschiedenen Filtern kombiniert und so hochpräzise Entfernungsmessungen ermöglicht. Dieses Maß an Präzision ist von entscheidender Bedeutung für die Untersuchung der Struktur des Universums, für die wiederum Daten von einer großen Anzahl von Galaxien erforderlich sind.“
Die Veröffentlichung wird in zwei Artikeln ausführlich beschrieben, die im Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: einer dient der Entfernungsmessung und ein anderer der Kalibrierung der PAUS-Daten.
In den kommenden Monaten wird das Team zudem eine laufende Studie zur Bildung von Galaxienhaufen und der Ausrichtung der Galaxienformen vorlegen, die zu einem tieferen Verständnis der Entstehung und Entwicklung unseres Universums beitragen soll.