L’UNIVERSO OSCURO MAI COSÌ NITIDO

Unisci i puntini e “vedi” la dark energy

Un volume d’universo pari a 650 miliardi di anni luce cubi. Circa 1,2 milioni di "puntini", ovvero galassie accuratamente mappate in 3D. E 13 articoli scientifici in un colpo solo. Sono i numeri da record dell’ultima impresa di BOSS. Con il commento di Pierluigi Monaco (Università di Trieste e INAF)

Un piccolo insieme (circa il 3 percento) delle galassie mappate da BOSS: i "puntini" da unire per ricostruire le proprietà dell'energia oscura. Crediti: Daniel Eisenstein e SDSS-III

Un piccolo insieme (circa il 3 percento) delle galassie mappate da BOSS: i “puntini” da unire per ricostruire le proprietà dell’energia oscura. Crediti: Daniel Eisenstein e SDSS-III

Oscura lo è ancora, ma le sue proprietà sono adesso un po’ più chiare. Anzi, più chiare di quanto siano state mai. Parliamo dell’energia oscura, e ad annunciare l’importante risultato è il team della SDSS-III (la Sloan Digital Sky Survey), una squadra di centinaia di scienziati che ha appena caricato in rete, uno dietro l’altro, ben 13 articoli scientifici che illustrano i risultati di una fra le imprese più imponenti mai portate a termine in ambito cosmologico: la più grande mappa tridimensionale mai realizzata delle galassie distanti. Una mappa che di galassie ne contenente più d’un milione e che ha permesso, appunto, di ottenere una fra le più precise misure dell’energia alla base dell’espansione accelerata dell’universo.

«Abbiamo trascorso un intero decennio a raccogliere misure relative a 1,2 milioni di galassie, distribuite su oltre un quarto del cielo, per tracciare la mappa della struttura dell’universo su un volume di 650 miliardi di anni luce cubi», dice Jeremy Tinker della New York University, membro del team scientifico che ha portato a termine quest’immane fatica.

I 13 articoli, una volta passato il vaglio della comunità scientifica, sono destinati alla pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. La mappa e i risultati delle misure, però, saranno liberamente accessibili a chiunque, come da tradizione per l’SDSS. Misure, ricorda l’SDSS, realizzate nell’ambito del programma Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS).

Una sezione della mappa tridimensionale ottenuta da BOSS. Il rettangolo a sinistra mostra un ritaglio di 1000 gradi quadrati di cielo e contiene circa 120 mila galassie, pari al 10 percento di quelle osservate dall’intera survey. Crediti: Jeremy Tinker e SDSS-III

Una sezione della mappa tridimensionale ottenuta da BOSS. Il rettangolo a sinistra mostra un ritaglio di 1000 gradi quadrati di cielo e contiene circa 120 mila galassie, pari al 10 percento di quelle osservate dall’intera survey. Crediti: Jeremy Tinker e SDSS-III

La distribuzione delle galassie tracciata da BOSS è frutto dell’incessante tiro alla fune tra la forza di gravità esercitata dalla materia oscura e la spinta espansiva dovuta invece all’energia oscura. Ecco dunque che conoscerne in modo preciso la posizione su una mappa 3D consente agli astronomi di misurare il tasso d’espansione dell’universo, e quindi di determinare la quantità di materia e di energia oscura che lo compongono. In particolare, BOSS misura il tasso di espansione dell’universo andando a determinare le ampiezze delle oscillazioni acustiche dei barioni (baryon acoustic oscillations, BAO) prodotte dalle onde di pressione che agirono sulla materia nell’universo primordiale. Ampiezze che si possono oggi ricostruire a ritroso osservando, appunto, la distribuzione tridimensionale delle galassie.

Ma perché studiarne così tante, addirittura più d’un milione? Non sarebbe stato sufficiente osservarne con attenzione qualche centinaia, o al più qualche migliaia? Media INAF lo ha chiesto a Pierluigi Monaco dell’Università di Trieste, associato INAF, membro del Trieste numerical cosmology group e coinvolto nello sviluppo della futura missione Euclid dell’ESA, alla quale stanno lavorando anche molti dei partecipanti al progetto BOSS. «Queste oscillazioni acustiche dei barioni, piccole increspature nella distribuzione delle galassie su grande scala, sono visibili solo campionando volumi enormi con un grande numero di galassie», ha spiegato Monaco. «È la statistica che conta, più che la qualità del singolo dato: le galassie sono trattate come dei semplici punti. E si otterranno risultati ancora più accurati grazie alla missione Euclid, che mapperà l’universo più lontano, osservando indietro nel tempo da 7 a 10 miliardi di anni fa».

Per saperne di più, ecco i 13 articoli scientifici messi in rete dal team della SDSS:

  1. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: cosmological analysis of the DR12 galaxy sample“, di Shadab Alam et al.
  2. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: tomographic BAO analysis of DR12 combined sample in configuration space“, di Yuting Wang et al.
  3. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: tomographic BAO analysis of DR12 combined sample in Fourier space“, di Gong-Bo Zhao et al.
  4. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: double-probe measurements from BOSS galaxy clustering \& Planck data — towards an analysis without informative priors“, di Marcos Pellejero-Ibanez et al.
  5. The Clustering of Galaxies in the Completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: single-probe measurements from DR12 galaxy clustering — towards an accurate model“, di Chia-Hsun Chuang et al.
  6. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Anisotropic galaxy clustering in Fourier-space“, di Florian Beutler et al.
  7. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Baryon Acoustic Oscillations in Fourier-space“, di Florian Beutler et al.
  8. BOSS DR12 combined galaxy sample: The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: On the measurement of growth rate using galaxy correlation functions“, di Siddharth Satpathy et al.
  9. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: cosmological implications of the configuration-space clustering wedges“, di Ariel G. Sanchez et al.
  10. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: combining correlated Gaussian posterior distributions“, di Ariel G. Sanchez et al.
  11. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Observational systematics and baryon acoustic oscillations in the correlation function“, di Ashley J. Ross et al.
  12. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Angular clustering tomography and its cosmological implications“, di Salvador Salazar-Albornoz et al.
  13. The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Cosmological implications of the Fourier space wedges of the final sample“, di Jan Niklas Grieb et al.

Guarda su INAF-TV quest’intervista del 2015 a Daniel Eisenstein della SDSS:

Fonte: Media INAF | Scritto da Marco Malaspina