14 апреля инструмент под названием DESI — спектроскопический прибор для изучения темной энергии — завершил свою пятилетнюю программу наблюдений. Он сделал это досрочно, хотя изначально многие сомневались, что уложиться в срок вообще реально.
DESI установлен на четырехметровом телескопе в Аризоне, в Национальной обсерватории Китт-Пик. Он состоит из пяти тысяч волоконно-оптических датчиков — маленьких «глаз», которые регистрируют свет далеких объектов и позволяют измерять расстояния и скорости.
За пять лет прибор насчитал 47 миллионов галактик и квазаров. Квазары — это яркие ядра далеких галактик, где сверхмассивные черные дыры поглощают вещество и излучают колоссальную энергию. Плюс к этому DESI добавил еще более 20 миллионов звезд в нашей Галактике. Изначальный план обещал около 34 миллионов. Так что итоговый каталог оказался почти в полтора раза больше прогнозов. Если сравнивать с предыдущими подобными обзорами, прирост примерно шестикратный — DESI собрал в шесть раз больше данных, чем все предыдущие измерения вместе взятые.
Главный результат — трехмерная карта Вселенной. Земля на этой карте находится в центре, а каждая точка обозначает галактику. Плотные области показывают, где гравитация собрала галактики в скопления и нити так называемой космической паутины. Между ними — огромные пустоты, где галактик почти нет. Такая структура формировалась миллиарды лет, и DESI отследил ее на протяжении одиннадцати миллиардов лет космической истории.
Но карта — это не просто красивая визуализация. Ее строили с конкретной целью: разобраться в природе темной энергии. Эта сила, открытая в конце 1990-х годов, составляет около 70% всей материи и энергии во Вселенной. При этом никто не знает, что она собой представляет. Название условное и известно лишь, что темная энергия заставляет галактики разлетаться все быстрее, а не замедляться под действием гравитации.
Стандартная космологическая модель, которую называют лямбда-CDM, предполагает, что темная энергия постоянна. Ее плотность не меняется ни во времени, ни в пространстве. До недавнего времени все наблюдения укладывались в эту картину. Но DESI уже после анализа данных первого года нашел признаки того, что темная энергия ослабевает — то есть ее воздействие на расширение Вселенной со временем уменьшается. Анализ данных первого и третьего годов, опубликованный в журнале Astronomy & Astrophysics, подтвердил этот эффект с разной степенью значимости, однако полный массив данных еще предстоит обработать.
Если тенденция подтвердится при анализе полного пятилетнего набора данных, стандартную модель придется пересматривать. Пока рано говорить окончательно — первые научные работы по всей программе ожидаются в 2027 году. Но уже сейчас данных DESI достаточно, чтобы поставить под сомнение космологическую постоянную.
Сам прибор продолжает работать. Карта готова, но наблюдения не прекращаются. Теперь в распоряжении исследователей находится самый подробный на сегодня каталог положений и расстояний до миллионов галактик. Этого достаточно, чтобы проверять разные гипотезы о темной энергии — от простейших до самых экзотических.
Стоит отметить, что проект столкнулся с серьезными проблемами: пандемия, а в 2022 году — пожар в обсерватории Китт-Пик. Несмотря на это, DESI не только не отстал от графика, но и опередил его. В работе участвуют более девятисот человек из четырнадцати стран и семидесяти пяти институтов. Сбор данных завершен, но обработка и осмысление только начинаются. И именно на этом этапе, судя по первым намекам, возможны самые неожиданные результаты.