NCKU研究人员领导的团队进行宇宙学建模以阐明暗能量的本质

在 20世纪后期，对一颗 A 型超新星的观测导致我们发现宇宙正在加速膨胀。然而，直到现在，科学家们还无法理解驱动这种加速的能量。这种被称为“暗能量”的神秘能量表现得像“反重力”，将物体推离彼此。幸运的是，可以通过关注已知宇宙中最大的星系团的数量和分布来分析这种暗能量的影响。

然而，星系团并不常见，定位它们需要用极其精密的望远镜扫描很大一部分天空。德国马克斯·普朗克地外物理研究所于 2019 年发射的 eROSITA X 射线太空望远镜就是其中之一，它将进行最深的 X 射线全天巡天。尽管如此，来自一项名为 eROSITA 最终赤道深度调查 (eFEDS) 的小型调查的数据集已经发布，其中包含大约 550 个星系团的样本。

在此背景下，台湾国立成功大学(NCKU)I-Non Chiu教授领导的研究小组决定对eFEDS数据进行首次宇宙学研究，这也是对eROSITA识别的星系团的首次宇宙学研究. 他们的论文于 2023 年 4 月 21 日发表在《皇家天文学会月刊》第 2 期第 522 卷上。

在这项结合 X 射线和光学调查数据的首次协同研究中，研究人员将 eFEDS X 射线数据与日本台湾领导的 Hyper Suprime-Cam Subaru 战略计划的最先进光学数据相结合和美国普林斯顿大学。为了减少污染(噪音)，该团队首先使用 X 射线望远镜数据构建了一个星系团样本。然后，他们使用光学数据进一步清理了这个样本，并估计了星团的质量以进行宇宙学计算。

将他们的结果与理论预测进行比较，研究人员发现暗能量占据了宇宙总能量密度的 76%。此外，暗能量的状态方程描述了它的压力与能量密度之间的关系，以及对暗能量的约束。此外，这些结果也与其他独立预测方法非常吻合，例如使用引力透镜和宇宙微波背景的方法。

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