Астрономы обнародовали серию из более миллиона смоделированных изображений, которые демонстрируют, как будет выглядеть космос через будущий космический телескоп NASA Nancy Grace Roman Space Telescope. Смоделированный взгляд поможет ученым лучше понять его научные возможности.
Создание синтетической Вселенной
«Мы использовали суперкомпьютер для создания синтетической Вселенной, смоделировали миллиарды лет эволюции и проследили путь каждого фотона от каждого космического объекта до детекторов телескопа. Это самое большое и самое реалистичное синтетическое исследование Вселенной на сегодня», — пояснил Майкл Троксель, доцент физики Университета Дьюка.
Проект OpenUniverse базировался на работе суперкомпьютера Theta в Аргонской национальной лаборатории США. За девять дней вычисления, которые на обычном компьютере заняли бы более 6 тысяч лет, были завершены. Смоделированный набор данных объемом 400 терабайт также включает предварительный просмотр наблюдений из Обсерватории Веры Рубин и симуляции миссии ESA Euclid при участии NASA.
Масштаб симуляций
Симуляции охватывают площадь в 702 градусов неба — это более 300 полных месяцев — и простираются во времени-пространстве на более чем 12 млрд лет. Это позволяет ученым детально исследовать влияние темной энергии и темной материи на эволюцию космоса.
Инновационные подходы к анализу данных
Ученые смогут исследовать 100 млн синтетических галактик, прослеживая их эволюцию. Полученные данные используются для создания системы оповещений, которая будет сообщать о космических явлениях, зафиксированных телескопом Nancy Grace Roman Space Telescope. Поскольку объемы данных будут чрезвычайно большими, их невозможно обрабатывать вручную. Для этого разрабатываются алгоритмы машинного обучения, которые помогут идентифицировать и анализировать важные космические события.
«Главная сложность — определить, является ли событие особым типом сверхновой, которую можно использовать для картографирования расширения Вселенной, или чем-то похожим, но малозначимым», — отметила Алина Кисслинг, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA.
Подготовка к запуску телескопов
Хотя телескоп Euclid уже начал работу, Обсерватория Веры Рубин должна присоединиться в конце этого года, а запуск телескопа Nancy Grace Roman Space Telescope запланирован на май 2027 года. Синтезированные изображения помогут подготовиться к обработке реальных данных. Одно из исследований телескопа Роман, которое продлится менее года, способно заменить тысячелетнюю работу телескопов Hubble и James Webb. Телескоп покажет, как расширялась Вселенная, создаст 3D-карты галактик и откроет новые детали о звездообразовании.
Сравнение реальных наблюдений с симуляциями позволит оценить точность прогнозов. Любые расхождения могут свидетельствовать о новых физических законах во Вселенной. Моделирование станет важным инструментом для уточнения этих открытий и проверки научных теорий.
«Мы ожидаем много научных открытий, которые могут претендовать на Нобелевскую премию», — отметила Кисслинг.
Ранее мы сообщали о трех лучших телескопах, которые запустят до 2034 года.
По материалам phys.org
