Ученые завершили пятилетний проект по созданию масштабной трехмерной карты Вселенной, призванной пролить свет на природу темной энергии — силы, ответственной за ускоряющееся расширение космоса. Инструмент, известный как Спектроскопический прибор темной энергии (DESI), расположен в пустыне Сонора в Аризоне и на протяжении нескольких лет проводил широкомасштабное сканирование неба.
Масштабы и возможности визуализации данных
Новая карта представляет собой беспрецедентный массив данных: объем информации достигает 5,6 триллиона пикселей. В каталоге зафиксировано около 4 миллиардов небесных тел, среди которых звезды, галактики, черные дыры и астероиды. Изображение охватывает примерно 75 процентов всего неба, фиксируя как видимый свет, так и ближний инфракрасный диапазон. Благодаря запуску актуальной версии DESI Legacy Imaging Surveys, бесплатного онлайн-инструмента для работы с этими данными, любой пользователь может исследовать глубокий космос самостоятельно.
Основная сложность подобных наземных исследований заключается в помехах, создаваемых материей, космической пылью и звездами внутри Млечного Пути. Поскольку наша галактика по форме напоминает яичницу и в ночном небе выглядит как плотная полоса звезд, ученые направили 5000 механических «глаз» DESI вверх или вниз от плоскости галактики. Это позволило получить одни из самых четких снимков дальнего космоса в истории астрономии.
Вклад в мировую науку и изучение темной энергии
Проект DESI базируется на 13-летней предварительной подготовке. В сборе данных участвовало более 160 ученых, а к текущему моменту на основе полученных результатов опубликовано уже свыше 1800 научных работ. По словам Дэвида Шлегеля, исследователя из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли и соруководителя Legacy Surveys, этот инструмент стал неотъемлемой частью астрономических изысканий, позволяя специалистам быстро проверять объекты в Legacy Imaging Viewer.
Ранее в этом году команда DESI опубликовала данные о расстояниях до 47 миллионов галактик и квазаров, что позволило реконструировать 11 миллиардов лет космической истории. Анализ первых трех лет работы прибора в сочетании с наблюдениями за сверхновыми и реликтовым излучением показал, что темная энергия может быть не постоянной, а постепенно ослабевающей силой. Полный анализ пятилетних данных запланирован на 2027 год; ожидается, что он даст максимально детализированное представление о прошлом и настоящем Вселенной.
Перспективы использования накопленных данных
В будущем наблюдения DESI станут эталоном для сравнения с данными других проектов, таких как недавно запущенный космический телескоп НАСА имени Нэнси Грейс Роман. Ученые также планируют применять инструменты искусственного интеллекта для ускорения анализа колоссальных объемов информации, измеряемых петабайтами.
«Исследование Вселенной всегда начинается со снимков ночного неба», — отметил Арджун Дэй, содиректор Legacy Surveys и астроном Национального научного фонда. — «Эти данные фундаментальны для изучения истории расширения космоса, но небо принадлежит каждому, и наш проект дает возможность каждому человеку прикоснуться к его чудесам».
Особенности наблюдения и преодоление ограничений
Одной из главных проблем астрономических обзоров, особенно наземных, остается «зашумленность» наблюдений, вызванная звездами, космической пылью и другой материей, находящейся непосредственно внутри нашей галактики. Млечный Путь, имеющий структуру, напоминающую яичницу, создает плотную полосу звезд в ночном небе, блокирующую обзор глубоких участков космоса. Чтобы справиться с этим препятствием, исследователи направляют 5000 механических «глаз» DESI вверх или вниз от плоскости нашей галактики, что позволяет минимизировать помехи и зафиксировать наиболее четкие изображения удаленных объектов, которые ранее были скрыты от наблюдателей.
Значение данных и технологическое развитие
Спектроскопический прибор DESI стал не просто научным инструментом, а фундаментом современной астрофизики. Дэвид Шлегель, соруководитель Legacy Surveys из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли, подчеркивает, что сегодня работа с любыми астрономическими объектами практически всегда начинается с обращения к Legacy Imaging Viewer для первичной верификации данных. Масштаб накопленной информации, достигающий уровня петабайтов, требует внедрения инновационных подходов. В ближайшее время исследователи планируют активно задействовать искусственный интеллект, чтобы существенно ускорить обработку этого колоссального массива, в недрах которого скрыто еще множество неизученных явлений.
Важность DESI выходит за рамки текущего проекта: результаты пятилетней работы послужат эталоном и точкой отсчета для будущих миссий, включая запуск космического телескопа НАСА имени Нэнси Грейс Роман. Полный анализ данных, охватывающий весь пятилетний цикл наблюдений, запланирован на 2027 год. Ученые рассчитывают, что этот массив информации позволит построить максимально детализированную и яркую картину прошлого и настоящего Вселенной, глубже понимая динамику темной энергии.
