Невидимые течения Вселенной экспресс
В чилийской пустыне Атакама стоит телескоп, который смотрит не на звёзды, а на самый древний свет во Вселенной — космический микроволновый фон. Этот свет летел к нам почти 14 миллиардов лет, с тех пор как Вселенная стала прозрачной. По пути он проходил сквозь облака горячего газа вокруг галактик. Электроны в этом газе слегка подталкивают фотоны — как ветер, который дует на летящую пыльцу. От этого свет чуть-чуть меняет свою температуру: в одном месте становится на миллионные доли градуса теплее, в другом — холоднее.
Если наложить эту карту температур на карту расположения галактик, проступает рисунок. Там, где галактик много, газ движется к ним, увлекаемый их гравитацией, — и свет оттуда приходит с едва заметным сдвигом. Астрономы взяли данные телескопа ACT и нового обзора DESI, который измерил расстояния до миллионов галактик и квазаров. Совместив их, они впервые увидели эти течения не только вокруг массивных красных галактик, но и вокруг более лёгких голубых галактик и ярких квазаров.
Такая карта течений — новый инструмент. Раньше астрономы могли видеть только, где скопилось вещество, но не как оно движется. Теперь видно и движение. Это помогает взвесить невидимую тёмную материю, которая стягивает всё своей гравитацией, и проверить, не было ли в самом начале каких-то неравномерностей, оставшихся от Большого взрыва. Первые измерения уже дали самый точный на сегодня предел на такие неравномерности.
Телескоп в пустыне смотрит в прошлое, а карта галактик — в настоящее. Их совмещение показывает, как Вселенная текла и течёт, как невидимые реки газа и галактик продолжают свой путь под действием гравитации.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.04867
Joint analyses of high-resolution CMB temperature maps with galaxy surveys provide a unique way to reconstruct the radial velocity field of the underlying matter distribution via the kinematic Sunyaev-Zeldovich (kSZ) effect. Using data from the Atacama Cosmology Telescope (ACT) DR6 and the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) DR2, we present radial velocity reconstructions for luminous red galaxies (LRGs), emission-line galaxies (ELGs), and quasars (QSOs). Leveraging the spectroscopic data, we are able to reliably model the foreground contamination and report a negligible impact on our main observables. We detect the velocity-galaxy cross-correlation at $$17.0\sigma$$ for LRGs, and for the first time, at $$8.3\sigma$$ for ELGs and $$6.8\sigma$$ for QSOs. We further report the first detection of the velocity-velocity correlation using LRGs at $$3.1\sigma$$, as well as the highest cumulative detection of the kSZ effect to date at $$20.8 \sigma$$. Similarly to previous results, we find a lower amplitude of the kSZ signal compared to our fiducial halo model prediction and electron profile assuming a Battaglia profile. Combining these new observables, we obtain constraints on local-type primordial non-Gaussianity (PNG): $$f_{\rm NL}^{\rm loc} = 15.9_{-34.4}^{+34.6}$$ at 68\% confidence, which represents the tightest constraint to date derived from the velocity field. The measurements presented here already exhibit lower noise on a per-mode basis than the galaxy auto-correlation on the largest scales, $$k<0.004~\rm{Mpc^{-1}}$$, highlighting the key role these observables will play in the context of future CMB experiments such as the Simons Observatory.
Космический микроволновый фон — это излучение, оставшееся от Большого взрыва. Оно равномерно заполняет всё небо, и его температура всего около 2,7 градуса выше абсолютного нуля.
В романе «Контакт» Карла Сагана героиня слушает сигналы из космоса, а фоновая рябь микроволнового излучения становится ключом к разгадке, — здесь тоже по едва заметной ряби учёные читают историю Вселенной.