|
Выпустили самую крупную 3D-карту Вселенной
|
|
|
|
Спектроскопический инструмент темной энергии (DESI) отображает миллионы небесных объектов, чтобы лучше понять темную энергию — таинственную движущую силу ускоряющегося расширения нашей Вселенной. Сегодня коллаборация DESI выпустила новую подборку данных, которую может изучить любой желающий в мире.
|
|
|
|
Этот набор данных является крупнейшим в своем роде и содержит информацию о 18,7 миллионах объектов: примерно о 4 миллионах звезд, 13,1 миллионах галактик и 1,6 миллионах квазаров (чрезвычайно ярких, но удаленных объектах, в ядрах которых находятся сверхмассивные черные дыры).
|
|
|
|
Хотя основной задачей эксперимента является изучение темной энергии, выпуск данных DESI 1 (DR1) может привести к открытиям в других областях астрофизики, таких как эволюция галактик и черных дыр, природа темной материи и структура Млечного Пути.
|
|
|
|
"DR1 уже дал сотрудникам DESI понять, что нам, возможно, потребуется переосмыслить нашу стандартную космологическую модель", - сказал Стивен Бейли, ученый, который руководит управлением данными в DESI и работает в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли при Министерстве энергетики США (Berkeley Lab). "Но эти наборы данных мирового класса также ценны для остального астрономического сообщества, поскольку позволяют проверить огромное количество других идей, и мы рады видеть широту исследований, которые будут проведены".
|
|
|
|
|
|
|
DESI - это международный эксперимент, в котором принимают участие более 900 исследователей из более чем 70 учреждений. Проектом руководит лаборатория Беркли. DESI установлен на 4-метровом телескопе Николаса У. Мэйалла Национального научного фонда США в Национальной обсерватории Китт-Пик (программа NSF NOIRLab) в Аризоне.
|
|
|
|
Публикация данных DESI бесплатна и доступна для доступа через Национальный научно-вычислительный центр энергетических исследований (NERSC), подразделение лаборатории Беркли, где DESI обрабатывает и хранит данные. Любители космоса также могут ознакомиться с некоторыми данными DESI через интерактивный портал: устаревший обзор Sky Browser.
|
|
|
|
Новый набор данных значительно расширяет ранний выпуск данных DESI (EDR), содержащий примерно в 10 раз больше данных и охватывающий в семь раз большую площадь неба. DR1 включает информацию за первый год проведения "основного опроса", собранную в период с мая 2021 по июнь 2022 года, а также за предыдущий пятимесячный "валидационный опрос", в ходе которого исследователи протестировали эксперимент.
|
|
|
|
Объекты в каталоге DESI варьируются от ближайших звезд в нашем Млечном Пути до галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет. Из-за того, что свету требуется время, чтобы долететь до Земли, смотреть в космос - все равно что оглядываться назад во времени. DESI позволяет нам увидеть нашу Вселенную в разном возрасте - от сегодняшнего дня до 11 миллиардов лет назад.
|
|
|
|
Хотя DR1 - это лишь малая часть того, что в конечном итоге получит DESI, 270-терабайтный набор данных представляет собой ошеломляющий объем информации, включая точные расстояния до миллионов галактик. В этом выпуске содержится более чем в два раза больше внегалактических объектов (обнаруженных за пределами нашей галактики), чем было собрано во всех предыдущих 3D-съемках вместе взятых.
|
|
|
|
За первый год своей работы DESI стал крупнейшим из когда-либо проводившихся спектроскопических исследований красного смещения, иногда собирая данные о более чем 1 миллионе объектов за один месяц. Для сравнения, его предшественник, Sloan Digital Sky Survey (SDSS), собирал данные о 9 миллионах уникальных объектов примерно за 25 лет работы. В 2024 году исследователи DESI использовали данные из DR1 для создания крупнейшей на сегодняшний день 3D-карты нашей Вселенной и проведения ведущих в мире измерений темной энергии.
|
|
|
|
"Проект DESI поддерживает темпы создания 3D-карт Вселенной, которые увеличиваются в 10 раз с каждым десятилетием", - сказал Дэвид Шлегель, один из ведущих ученых лаборатории Беркли в DESI и SDSS. "Это наша версия закона Мура для космологических исследований. Стремительный прогресс достигается благодаря продуманному сочетанию усовершенствованных конструкций приборов, технологий и анализа все более слабых галактик".
|
|
|
|
Масштабная наука для широкой аудитории
|
|
|
|
DESI собирает свет от далеких галактик с помощью 5000 волоконно-оптических "глазков". При ясных условиях наблюдения прибор может регистрировать новый набор из 5000 объектов примерно каждые 20 минут, или более 100 000 галактик за одну ночь. "DESI не похож ни на один другой компьютер с точки зрения его способности одновременно наблюдать независимые объекты", - сказал Джон Мустакас, профессор физики Сиенского колледжа и один из руководителей DR1.
|
|
|
|
Прибор разделяет свет, исходящий от каждой галактики, на цветовой спектр. Это позволяет исследователям определить, насколько сильно свет был "смещен в красную сторону", или растянут в сторону красного конца спектра из-за расширения Вселенной. Измерение красного смещения света от удаленного объекта показывает ученым, как далеко он находится, а это означает, что DESI может составить трехмерную карту космоса и реконструировать подробную историю его развития.
|
|
|
|
Каждую ночь снимки, сделанные DESI, автоматически передаются на суперкомпьютеры в NERSC. Центр анализирует данные и отправляет их обратно исследователям — процесс, который они с гордостью рекламируют как "красное смещение перед завтраком". Передача данных осуществляется через ESnet, специализированную высокоскоростную научную сеть Министерства энергетики США.
|
|
|
|
Этот подход представляет собой новый способ проведения исследований, при котором экспериментальное оборудование и анализ данных тесно связаны. Эта экосистема формирует интегрированную исследовательскую инфраструктуру, которая значительно ускоряет развитие науки.
|
|
|
|
"Для этого выпуска данных мы сделали так, чтобы DESI мог работать на нашем самом передовом суперкомпьютере Perlmutter", - сказал Дэниел Маргала, архитектор научных данных в NERSC и член команды, которая поддерживает обработку данных DESI. Переход на Perlmutter позволяет исследователям использовать преимущества мощных графических процессоров суперкомпьютера, которые обрабатывают данные почти в 40 раз быстрее, чем это было возможно в предыдущих системах NERSC. "То, на что у Cori (суперкомпьютера предыдущего поколения) ушли бы месяцы, на Perlmutter занимает всего несколько недель".
|
|
|
|
Несмотря на то, что исследователи анализируют данные каждую ночь, они постоянно совершенствуют свой код, чтобы извлечь как можно больше информации из собранных данных. Как только они достигают определенного рубежа, например, собирают данные за один год, они повторно обрабатывают весь набор данных, используя лучшую версию кода. На обработку набора данных DR1 в Perlmutter ушло около месяца.
|
|
|
|
Эта скорость будет важна, поскольку DESI собирает еще больше данных. В настоящее время проект продолжается уже четвертый год из пяти, и его цель - до его завершения записать спектры более чем 50 миллионов галактик и квазаров.
|
|
|
|
Сотрудники DESI надеются, что данные эксперимента принесут пользу исследователям и позволят тем, у кого нет доступа к большим телескопам, продвинуться в своей работе. Важным компонентом публикации данных является документация, которая поможет другим ученым, даже незнакомым с проектом, понять его содержание.
|
|
|
|
"Мы все еще выясняем, что можно сделать с этим набором данных, и хотим, чтобы сообщество могло опробовать все свои творческие идеи", - сказал Энтони Кремин, научный сотрудник проекта в лаборатории Беркли, который руководил обработкой нового выпуска данных. "Существует бесконечное множество интересных научных открытий, которые вы можете сделать, объединив наши данные с внешней информацией".
|
|
|
|
Источник
|
