연구자들은 우주가 어떻게 시작되었는지 알아내기 위해 백만 개의 은하를 연 구합니다.

한 연구팀이 현재 우주 구조의 기원을 탐구하기 위해 백만 개가 넘는 은하계를 분석했다고 최근 연구 보고서가 발표되었습니다. 신체검사D 편집자의 제안으로.

오늘날까지 우주 마이크로파 배경(CMB)과 대규모 구조(LSS)에 대한 정밀한 관측과 분석을 통해 차가운 ​​암흑 물질(CDM)이 존재하는 우주의 표준 프레임워크, 소위 ΛCDM 모델이 확립되었습니다. 암흑 에너지(우주 상수, Λ)는 중요한 특성입니다.

이 모델은 우주가 시작될 때 또는 초기 우주에서 원시 요동이 발생하여 방아쇠 역할을 하여 별, 은하, 은하단을 비롯한 우주의 모든 사물과 공간 전반에 걸친 공간 분포를 생성했음을 시사합니다. . 생성될 당시에는 매우 작지만 중력의 당기는 힘으로 인해 시간이 지남에 따라 요동이 커져 결국 암흑 물질의 밀집된 영역, 즉 후광이 형성됩니다. 그러다가 서로 다른 헤일로들이 서로 충돌하고 합쳐지기를 반복하면서 은하와 같은 천체가 형성되었습니다.

은하의 공간적 분포의 성질은 애초에 은하를 만들어낸 원시요동의 성질에 크게 영향을 받기 때문에 원시요동의 성질을 관측적으로 탐구하기 위해 은하분포에 대한 통계적 분석이 활발히 수행되어 왔다. 이에 더해, 우주의 넓은 지역에 분포되어 있는 은하 형태의 공간적 패턴 역시 근본적인 원시 변동의 성격을 반영합니다.

그러나 대규모 구조에 대한 기존의 분석은 점으로서의 은하의 공간적 분포에만 초점을 맞춰 왔습니다. 최근에 연구자들은 은하의 형태를 연구하기 시작했는데, 그 이유는 그것이 추가 정보를 제공할 뿐만 아니라 원시 변동의 본질에 대한 다른 관점을 제공하기 때문입니다.

당시 카블리 우주 물리학 및 수학 연구소(Kavli IPMU) 대학원생 쿠리타 도시키(현 막스 플랑크 천체 물리학 연구소 박사후 연구원)와 카블리 IPMU 교수 다카다 마사히로가 이끄는 연구팀 은하의 공간 분포에 대한 분광 데이터와 개별 은하 형태의 영상 데이터를 결합하여 은하 형태 패턴에서 주요 통계 정보를 추출하는 은하 형태의 파워 스펙트럼을 측정하는 방법을 개발했습니다.

연구진은 오늘날 세계 최대 규모의 은하 조사인 슬로안 디지털 천문 조사(SDSS)를 통해 약 100만 개의 은하의 공간적 분포와 형태 패턴을 동시에 분석했다.

그 결과, 그들은 전체 우주 구조 형성의 씨앗이 되는 원시 변동의 통계적 특성을 성공적으로 제한했습니다.

그들은 1억 광년 이상 떨어진 두 은하 모양의 방향이 통계적으로 유의미하게 정렬되어 있음을 발견했습니다. 그들의 결과는 형성 과정이 명백히 독립적이고 인과관계가 없는 먼 은하들 사이에 상관관계가 존재한다는 것을 보여주었습니다.

“이번 연구에서는 대규모 구조 데이터에서 얻은 수많은 은하의 ‘형태’에 대한 통계적 분석을 통해 원시 요동의 특성에 제약을 가할 수 있었습니다. 은하의 형태를 탐색하기 위해 연구한 선례는 거의 없습니다. 초기 우주의 물리학과 아이디어 구축, 분석 방법 개발, 실제 데이터 분석까지의 연구 과정은 시행착오의 연속이었습니다. 이번 성과가 은하의 형태를 활용해 우주론이라는 새로운 연구 분야를 여는 첫걸음이 될 것이라고 믿습니다”라고 쿠리타는 말했다.

또한 이러한 상관관계에 대한 자세한 조사를 통해 인플레이션에 의해 예측된 상관관계와 일치하며 원시 변동의 비가우시안 특징을 나타내지 않는 것으로 확인되었습니다.

“이 연구는 Toshiki의 박사학위 논문의 결과물입니다. 은하의 형태와 은하의 분포를 이용하여 우주론적 모델을 검증하는 방법을 개발하고, 이를 데이터에 적용한 후, 인플레이션의 물리학을 검증한 놀라운 연구 성과입니다.” 누구도 해보지 못한 연구주제를 이론, 측정, 응용 세 단계를 모두 해냈다는 사실이 정말 자랑스럽습니다. 인플레이션의 새로운 물리학을 발견한 위대한 발견이지만 우리는 미래 연구를 위한 길을 설정했습니다. 우리는 Subaru Prime Focus Spectrograph를 사용하여 더 많은 연구 영역을 열 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다.”라고 Takada는 말했습니다.

이 연구의 방법과 결과를 통해 미래의 연구자들은 인플레이션 이론을 추가로 테스트할 수 있을 것입니다.

본 연구의 세부 내용은 10월 31일에 발표되었습니다. 신체검사D 편집자의 제안으로.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231222145443.htm