Международный проект «Физика ускоряющейся Вселенной» (PAUS) завершил обзор неба площадью 50 квадратных градусов, что сопоставимо примерно с 250 полными лунами. Этот проект, в котором участвуют 14 институтов, смог определить расстояния до галактик с беспрецедентной точностью, используя специально разработанную камеру PAUCam на 4,2-метровом телескопе Уильяма Гершеля (WHT) в Ла-Пальме (Испания). Это включило галактики, удалённые более чем на 10 миллиардов световых лет.

Обзоры далёких галактик бывают двух видов: фотометрические обзоры, в ходе которых получаются высококачественные изображения неба и фиксируются все астрономические объекты, достаточно яркие для обнаружения на этих изображениях, и спектроскопические обзоры, в ходе которых изучают известный источник света и его спектр, т.е. распределение света в широком диапазоне длин волн.

PAUS сочетает в себе преимущества фотометрических и спектроскопических исследований, используя 40 узкополосных фильтров для реконструкции версии спектра галактики с низким разрешением.

Член исследовательской группы, профессор Бенджамин Джоахими с кафедры физики и астрономии Калифорнийского университета в Лондоне, объяснил, что PAUS сочетает в себе преимущества фотометрических и спектроскопических исследований. Он сказал: «Мы делаем снимки и захватываем все видимые объекты на небе, но делаем это, помещая на камеру узкополосные фильтры, так что мы знаем, что собираемый нами свет исходит из определённой части спектра. Используя 40 таких фильтров, мы можем реконструировать версию спектра галактики с низким разрешением».

Камера PAUcam в главном фокусе телескопа Уильяма Гершеля (WHT) в Ла-Пальме, Испания. Источник: PAUS

Новый каталог позволит астрономам создавать более точные карты, чтобы понять, как формируется структура Вселенной, и изучить расширение Вселенной под влиянием тёмной материи и тёмной энергии. Считается, что тёмная энергия составляет около 70% Вселенной и отвечает за её ускоренное расширение, однако её природа остается загадкой.

Сотрудничество возглавлял Институт космических наук (ICE-CSIC) при поддержке Министерства науки, инноваций и университетов Испании. Данные собирались в течение 200 ночей с 2015 по 2019 год. Каталог доступен на веб-сайте PAUS и веб-портале CosmoHub.

Профессор Энрике Гастаньяга, директор PAU Survey, базирующегося в Университете Портсмута, ICE-CSIC и Институте космических исследований Каталонии (IEEC), сказал: «PAU Survey предлагает новаторский подход к созданию космических карт, что стало возможным благодаря проектированию и разработке нового инструмента и специализированного исследования для сбора и анализа данных способами, которые никогда ранее не применялись. Для нас было честью сотрудничать с такой талантливой и надёжной группой».

Выпуск каталога подробно описан в двух статьях. Одна из них, посвящённая калибровке данных PAUS, опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Другая, посвящённая измерению расстояний, принята к публикации MNRAS и доступна на сервере препринтов arXiv.

Дэвид Наварро-Жиронес, аспирант ICE-CSIC и главный автор статьи arXiv, сказал: «Большое преимущество PAUS заключается в том, что он позволяет проводить высокоточные измерения расстояний. Этот уровень точности имеет решающее значение для изучения структуры Вселенной, что, в свою очередь, требует данных от большого количества галактик».

Спустя девять лет после своего первого появления в 2015 году PAUS способен измерять расстояния до множества далёких галактик с относительной точностью 0,3%. В настоящее время группа использует эти данные для улучшения калибровки существующих космологических обзоров. Например, данные PAUS используются для улучшения анализа слабого линзирования и моделирования для миссий по исследованию тёмной энергии, таких как миссия Euclid Европейского космического агентства, чья массивная оптическая камера была создана международной группой под руководством исследователей из UCL, а также Legacy Survey of Space and Time (LSST) обсерватории имени Веры Рубин.