L’équipe d’astrophysique ouvre la voie à un modèle plus précis de l’univers –

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  • La lumière des galaxies lointaines révèle des informations importantes sur la nature de l’univers et permet aux scientifiques de développer des modèles de haute précision de l’histoire, de l’évolution et de la structure du cosmos.

    La gravité associée aux poches massives de matière noire qui se trouvent entre la Terre et ces galaxies, cependant, fait des ravages avec ces signaux lumineux galactiques. La gravité déforme la lumière des galaxies – un processus appelé lentille gravitationnelle – et aligne également légèrement les galaxies physiquement, ce qui entraîne des signaux lumineux de lentille gravitationnels supplémentaires qui contaminent les données réelles.

    Dans une étude publiée pour la première fois le 5 août dans Les lettres du journal astrophysiqueDes scientifiques de l’Université du Texas à Dallas ont démontré la première utilisation d’une méthode appelée auto-étalonnage pour éliminer la contamination des signaux de lentille gravitationnelle. Les résultats devraient conduire à des modèles cosmologiques plus précis de l’univers, a déclaré le Dr Mustapha Ishak-Boushaki, professeur de physique à la Faculté des sciences naturelles et mathématiques et auteur correspondant de l’étude.

    “La méthode d’auto-étalonnage est quelque chose que d’autres ont proposé il y a environ 10 ans; beaucoup pensaient que c’était juste une méthode théorique et s’en sont éloignées”, a déclaré Ishak-Boushaki. “Mais j’ai intuitivement ressenti la promesse. Après huit ans d’investigation persistante pour mûrir la méthode elle-même, puis les deux dernières années en l’appliquant aux données, elle a porté ses fruits avec des conséquences importantes pour les études cosmologiques.

    Un regard sur l’univers

    La lentille gravitationnelle est l’une des méthodes les plus prometteuses en cosmologie pour fournir des informations sur les paramètres qui sous-tendent le modèle actuel de l’univers.

    “Cela peut nous aider à cartographier la distribution de la matière noire et à découvrir des informations sur la structure de l’univers. Mais la mesure de ces paramètres cosmologiques peut être décalée de 30% si nous n’extrayons pas la contamination dans le signal de lentille gravitationnel, “A déclaré Ishak-Boushaki.

    En raison de la manière dont les galaxies lointaines se forment et de l’environnement dans lequel elles se forment, elles sont légèrement physiquement alignées avec la matière noire qui les entoure. Cet alignement intrinsèque génère des signaux de lentille parasites supplémentaires, ou un biais, qui contaminent les données des galaxies et faussent ainsi la mesure des paramètres cosmologiques clés, y compris ceux qui décrivent la quantité de matière noire et d’énergie noire dans l’univers et la vitesse à laquelle les galaxies se déplacent. Loin les uns des autres.

    Pour compliquer davantage les choses, il existe deux types d’alignement intrinsèque qui nécessitent différentes méthodes d’atténuation. Dans leur étude, l’équipe de recherche a utilisé la méthode d’auto-étalonnage pour extraire les signaux nuisibles d’un type d’alignement appelé cisaillement gravitationnel de forme intrinsèque, qui est le composant le plus critique.

    “Notre travail augmente considérablement les chances de succès pour mesurer les propriétés de l’énergie noire de manière précise, ce qui nous permettra de comprendre ce qui cause l’accélération cosmique”, a déclaré Ishak-Boushaki. “Un autre impact sera de déterminer avec précision si la théorie générale de la relativité d’Einstein est valable à de très grandes échelles dans l’univers. Ce sont des questions très importantes.”

    Impact sur la cosmologie

    Plusieurs grandes enquêtes scientifiques visant à mieux comprendre l’univers sont en cours, et elles rassembleront des données de lentille gravitationnelle. Il s’agit notamment du Legacy Survey of Space and Time (LSST) de l’observatoire Vera C. Rubin, de la mission Euclid de l’Agence spatiale européenne et du télescope spatial Nancy Grace de la NASA.

    “Le grand gagnant ici sera ces prochaines enquêtes sur la lentille gravitationnelle. Nous serons vraiment en mesure d’en tirer tout le potentiel pour comprendre notre univers”, a déclaré Ishak-Boushaki, membre et animateur de la Dark Energy Science du LSST. Collaboration.

    La méthode d’auto-étalonnage pour éliminer les signaux contaminés a été proposée pour la première fois par le Dr Pengjie Zhang, professeur d’astronomie à l’Université Jiao Tong de Shanghai et co-auteur de l’étude actuelle.

    Ishak-Boushaki a développé plus avant la méthode et l’a introduite dans le domaine des observations cosmologiques, avec l’un de ses anciens étudiants, Michael Troxel MS’11, PhD’14, maintenant professeur assistant de physique à l’Université Duke. Depuis 2012, la recherche a été soutenue par deux subventions à Ishak-Boushaki de la National Science Foundation (NSF).

    “Tout le monde n’était pas sûr que l’auto-calibrage conduirait à un résultat aussi important. Certains collègues ont été encourageants, certains étaient sceptiques”, a déclaré Ishak-Boushaki. “J’ai appris qu’il est payant de ne pas abandonner. Mon intuition était que si c’était bien fait, cela fonctionnerait, et je suis reconnaissant à la NSF d’avoir vu la promesse de ce travail.”

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université du Texas à Dallas. Original écrit par Amanda Siegfried. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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