宇宙中充满了数十亿个星系——但它们在空间中的分布却远非均匀。为什么我们今天在宇宙中看到这么多的结构,它是如何形成和成长的?
位于智利卡耐基的拉斯坎帕纳斯天文台使用麦哲伦巴德望远镜对数万个星系进行了为期10年的调查,为解开这个基本之谜提供了一种新的方法。由卡内基的丹尼尔·凯尔森领导的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。
“你如何描述这种难以描述的东西?”凯尔森问道。“用一种全新的方法来解决这个问题。”
研究报告的撰写者之一安德鲁·本森说:“我们的研究方法为我们提供了一个全新的、直观的视角,让我们了解到引力是如何从宇宙最早期开始推动结构的发展的。”“这是对宇宙学支柱之一的直接的、基于观测的测试。”
卡耐基-斯匹茨- imacs红移调查的目的是研究过去90亿年间星系生长与周围环境之间的关系,当时定义了现代星系的外观。
第一个星系是在大爆炸后几亿年后形成的,大爆炸使宇宙开始成为一锅由极具能量的粒子组成的热而浑浊的汤。当这种物质从最初的爆炸中向外膨胀时,它冷却了,粒子合并成中性的氢气。一些碎片比其他碎片密度更大,最终,它们的引力超过了宇宙的外轨道,物质向内坍塌,形成了宇宙中第一批结构块。
密度的差异使得大大小小的结构在一些地方形成,而在另一些地方却没有,杏耀下载app这一直是一个令人着迷的话题。但到目前为止,天文学家对宇宙结构在过去130亿年里是如何形成的建模能力还面临着数学上的限制。
“宇宙中所有粒子之间发生的引力相互作用太复杂,无法用简单的数学来解释,”本森说。
因此,天文学家要么使用数学上的近似——这损害了他们的模型的准确性——要么使用大型计算机模拟,用数字模拟所有星系之间的相互作用,但不是所有发生在所有粒子之间的相互作用,这被认为太复杂了。
凯尔森解释说:“我们调查的一个关键目标是计算出在众多遥远星系中发现的恒星的质量,然后利用这些信息形成一种新的方法来理解宇宙结构是如何形成的。”
研究团队——还包括卡内基的路易斯·艾布拉姆森,香农·帕特尔,斯蒂芬•Shectman艾伦•杜丝勒和约翰·s . Mulchaey帕特里克·麦卡锡以及里克·威廉姆斯,现在超级技术,首次证明个人的成长proto-structures可以计算,然后平均超过所有的空间。
这样做揭示了密度大的团块生长得更快,而密度小的团块生长得更慢。
然后他们就能够逆向工作,确定密度波动的原始分布和增长率,
杏耀平台总代结缘,最终形成决定我们今天看到的星系分布的大规模结构。
从本质上讲,他们的工作提供了一个简单而准确的描述,描述了密度波动为什么以及如何以他们在真实宇宙中那样的方式增长,以及基于计算的工作,这些工作支撑着我们对宇宙初期的理解。
“它就是这么简单,有一种真正的优雅,”凯尔森补充说。
如果没有在拉斯坎帕纳斯分配大量的观测夜,这些发现是不可能的。
“许多机构没有能力独自承担这么大范围的项目,杏耀app”天文台主任John Mulchaey说。“但多亏了我们的麦哲伦望远镜,我们才得以进行这项调查,并创造出这种新颖的方法来回答一个经典问题。”
”,毫无疑问,这个项目需要一个机构的资源像卡耐基,我们的工作也不可能发生没有额外的巨大数量的红外图像,我们可以获得装备高峰和山丘Tololo,这都是NSF的一部分国家Optical-Infrared天文学研究实验室,”内龙骨补充道。