前例のない「X線」が宇宙のひもを明らかにする

どれくらい大丈夫ですか 宇宙のレース ? あるいは、よりありふれた言い方をすれば、宇宙の内容は、その構造を構成する巨大な宇宙の網の糸や結び目にどのように焦点を当てているのでしょうか? このパラメータ、つまりその「粒度」は、宇宙を構成する 2 つの最も重要かつ謎に満ちた「物質」、つまり暗黒物質 (内容量の約 25%) の間のバランスからある意味で生じるため、宇宙論の基礎となります。重力の影響によってのみ感じられ、物を引き寄せます。 そして、ブラックエネルギー（現在の含有量の70％近く）は、その性質と起源がさらに不確かであり、逆にすべてのものを「反発」し、宇宙の加速膨張の原因となるでしょう。

ただし、現在、この粒度の値には (S と呼ばれるパラメータを通じて) 「緊張」が存在します。₈ 専門家による）。 一方では、プランク衛星は、化石放射線の非常にわずかな変動を驚くほど精巧に測定しました。化石放射線は、今日私たちがまだ浸っている宇宙によって放出された最初の光です。 「宇宙論的拡散背景」とも呼ばれる後者は、それ自体の中に小さな原始的な「塊」の痕跡、つまり大きな電流構造を生み出すために進化したこれらの小さな不均一性を保持しています。 もし原始のスープが完全に均質であったなら、宇宙は今でもそうなっているでしょう。

リングの反対側では、「弱い重力レンズ」の測定も宇宙の粒度へのアクセスを提供します。 今回、科学者たちは、視線上のすべての暗黒物質によって銀河の画像がどのようにわずかに歪むかを調べています。 特に暗黒物質は、その名前に反して完全に透明です。 多数の銀河の観測結果を組み合わせることで、科学者は S8 パラメータの値を制限することができます。 問題は、これがプランクのチームによって確立されたものとは異なることです (わずかに弱い)。 同じ物理学で 2 つの異なる結果が得られる場合、選択肢は 2 つだけです。結果の少なくとも 1 つが間違っているか、物理学が良くないかのどちらかです。 科学者たちは、これが 2 番目の選択肢であることを望んでいます。つまり、現在の構造に亀裂が入り、新しい物理学を垣間見ることができる可能性があります。

しかし、この極端な結論に達するには、しっかりした議論が必要です。 このような状況の中で、新たな作品が可能になったのです。 ロシアとドイツのeRosita宇宙望遠鏡 考慮する必要があります。 2019 年に打ち上げられた後者は、X 線の分野で空の完全な地図を作成します。 最初のカタログには 100 万近くのソースが含まれており、そのほとんどがまったく新しいもので、 1月末に公開されました。 それは天の丸天井の西半球全体を覆っています。 残念なことに、「エスト」カタログは行方不明であり、これは依然としてロシア人の所有物であり、ウクライナ紛争開始後、ドイツ人はこのカタログとの協力を中断した。

宇宙で X 線を放出する天体のほとんどは活動銀河核 (約 700,000 個の線源) です。 しかし、ここで私たちが興味を持っているのはそれらではありません。 実際には、さらに「宇宙論的」な源がもう 1 つあります。それは、超銀河団 (銀河団の集合体) とともに宇宙最大の構造である銀河団が存在する非常に熱いガスです。 宇宙。 このガスは非常に希薄です。 1 リットルあたり約 1 個の原子しか含まれていません。 これは、月の 2 倍に相当する体積の空気 1 リットルを希釈することによって得られる密度です。 比較のために、それは星間の空隙よりも少なくとも10から100倍密度が低いです。 しかし、それは非常に高温です：約1,000万度 – これは、原子がそこに非常に速く移動することを意味します。 クラスター形成の瞬間に崩壊することでガスが加熱され、最終的には原子が互いに電子を引き剥がしてプラズマを形成します。 ただし、これらの電子は速度が低下すると X 線光子を放出します (これを連続制動放射と呼びます)。 したがって、eRosita カタログには、これらの「宇宙論的」X 線源が 12,000 個含まれており、その中で最も遠いものは、私たちから 70 億光年から 80 億光年（つまり、宇宙の年齢の半分以上）離れたところにあります。

「ここでは 5000 を少し超えるだけ、正確には 5259 を使用しました。」ドイツのガルヒングにあるマックス・プランク地球外物理学研究所の天体物理学者であり、『 eRosita データの宇宙論的解釈の最初の作品 雑誌に掲載される 天文学と天体物理学。 「私たちは可能な限りクリーンなカタログを望んでおり、選択基準には非常に厳しいものでした。 もっている” X 線はクラスターを検出するための非常に強力なツールですが、重要なパラメーターではあっても、クラスターの距離と質量を直接与えることはありません。 「データを完成させるために光学調査に依存しています。」天体物理学・惑星学研究所 (IRAP) の CNRS 研究者であり、銀河団とその X 線観測の専門家であるニコラス・クレール氏は思い起こします。

次に、ゲームは、特に宇宙の進化をたどる大規模な数値シミュレーションの結果に基づいて、どのパラメーターが観測を最もよく説明するかを見つけることから構成されます。 結果: eRosita の観察により、プランクの粒度と互換性のある粒度の測定結果が得られました。 「私たちは細心の注意を払う必要がありますが、今のところ、これはむしろ、弱いレンズ効果による測定が、まだよく理解されていない一種のシステムの影響を受けており、結果が少し異なることを示唆しています。」エマニュエル・アルティス氏はこう分析する。 「理論家は少しがっかりするかもしれないが、それで話が終わるわけではない。」

実際、宇宙の進化モデル、特に膨張速度を定量化するハッブル定数の見直しにつながる可能性のある他の宇宙論的緊張も存在します。 異なる計算方法では同じ結果が得られませんが、その理由はまだ明らかになっていません。 一方で、現在では大規模な天文調査が増加しています。 可視光と近赤外線では、 ヨーロッパのユークリッド宇宙望遠鏡 は、これまでに作成された銀河の最も完全なカタログを作成中です。 現在チリで建設中のLSSTによって南の空に複製される予定だ。 特に南極とチリに設置された大型のマイクロ波およびサブミリ波電波望遠鏡は、宇宙マイクロ波背景放射（CMB-S4 プロジェクト）についての理解を深めることを可能にしてくれるはずです。 「これらすべてのデータセットは、宇宙の大きな構造の粒度と成長速度に対してますます強力な制約を与えることになるでしょう。」エマニュエル・アルティス氏はこう推測する。 「私たちの進化の理論モデルは、いつかは崩壊する、それは確かです。 我々は崖っぷちまであと数歩のところまで来ており、とても興奮しています。」