Nejdetailnější mapa kosmu je hotová: Experiment DESI odhaluje stopy temné energie v historii vesmíru
Mezinárodní projekt DESI během pěti let zmapoval desítky milionů galaxií a vytvořil největší 3D obraz vesmíru, který může zásadně proměnit naše chápání temné energie.
Dalekohled Nicholase U. Mayalla v Národní observatoři Kitt Peak v Arizoně, jehož součástí je i instrument DESI. (foto: Lawrence Berkeley National Laboratory, P. Marenfeld, CC BY-NC-ND 4.0)
Ambiciózní projekt DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) dosáhl zásadního milníku: dokončil plánované pozorování pro dosud nejdetailnější trojrozměrnou mapu vesmíru. Během pěti let vědci zaznamenali více než 47 milionů galaxií a kvasarů – tedy extrémně vzdálených a jasných objektů poháněných supermasivními černými dírami. Výsledkem je vůbec největší a nejpřesnější 3D mapa kosmu, jaká kdy vznikla.
Přístroj DESI, umístěný na čtyřmetrovém teleskopu Nicholase Mayalla v areálu Národní observatoře Kitt Peak v Arizoně, využívá 5 000 optických vláken, která každých zhruba 20 minut „zaměřují“ nové body na obloze. Každý zachycený foton přitom může cestovat miliardy let, než doputuje k Zemi. Právě tato schopnost umožňuje vědcům nahlížet hluboko do minulosti vesmíru.
Na prahu nových objevů
Hlavním cílem projektu je pochopit temnou energii – záhadnou složku vesmíru, která tvoří asi 70 % jeho obsahu a způsobuje, že se rozpínání vesmíru zrychluje. Díky detailní mapě mohou vědci porovnávat rozložení galaxií v různých epochách a sledovat, jak se struktura vesmíru vyvíjela během posledních 11 miliard let.
Dosavadní analýza dat z prvních tří let přinesla jedno překvapení: temná energie možná není konstantní, jak se dlouho předpokládalo, ale mohla by se v čase měnit. Pokud se tato teze potvrdí i v kompletních datech, znamenalo by to zásadní změnu v našem chápání vesmíru – včetně předpovědí jeho budoucího osudu.
Data, která nemají obdoby
DESI není dílem jediné instituce, ale rozsáhlé mezinárodní spolupráce. Na projektu se podílí více než 900 vědců z více než 70 institucí z celého světa. Projekt koordinuje americká národní laboratoř Lawrence Berkeley, přičemž financování zajišťuje ministerstvo energetiky USA.
Výřez 3D mapy vesmíru vytvořené z pozorování DESI (ilustrace: NOIRLab, Claire Lamman, CC BY-SA 4.0)
Během pětiletého průzkumu shromáždil DESI šestkrát více kosmologických dat než všechny předchozí projekty dohromady. Původní plán počítal se 34 miliony objektů, nicméně podařilo se zaznamenat 47 milionů galaxií a kvasarů a 20 milionů hvězd.
Vědci nyní začínají zpracovávat kompletní dataset. První výsledky týkající se temné energie z celého pětiletého pozorování se očekávají kolem roku 2027. Už nyní však probíhá detailní analýza dřívějších dat, která přináší nové poznatky o struktuře a vývoji vesmíru.
Mise pokračuje
Ačkoli byl původní plán splněn, projekt zdaleka nekončí. Díky výbornému výkonu přístroje a novým vědeckým otázkám bude DESI pokračovat v pozorování až do roku 2028. Mapa vesmíru se tak rozšíří asi o 20 % a pokryje i obtížněji pozorovatelné oblasti, například blízko roviny Mléčné dráhy nebo směrem k jižní obloze.
Zároveň se vědci zaměří na slabší a vzdálenější galaxie, zejména tzv. červeně zářící galaxie (luminous red galaxies), které umožní vytvořit ještě hustší a detailnější obraz kosmické struktury.
DESI ale nebude zkoumat jen temnou energii. Data poslouží i ke studiu temné hmoty – neviditelné složky vesmíru, která tvoří většinu jeho hmotnosti. Vědci se zaměří například na trpasličí galaxie a hvězdné proudy, tedy pozůstatky galaxií roztrhaných gravitační silou Mléčné dráhy. Právě tyto struktury mohou odhalit, jak je temná hmota rozložena a jak ovlivňuje vývoj galaxií.
