Проект DESI представил самую большую карту Вселенной
Проект DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument, Спектроскопический инструмент темной энергии) представляет собой масштабный международный проект, направленный на изучение темной энергии — загадочной силы, ответственной за ускоренное расширение Вселенной. DESI картографирует миллионы небесных объектов, включая звезды, галактики и квазары, чтобы углубить наше понимание космоса.
Недавно коллаборация DESI выпустила первый крупный набор данных (DR1), который стал доступен для исследователей по всему миру. Этот релиз содержит информацию о 18,7 миллионах объектов, включая 4 миллиона звезд, 13,1 миллиона галактик и 1,6 миллиона квазаров, что делает его крупнейшим в своем роде.
Основная цель DESI — исследование темной энергии, но данные DR1 также открывают возможности для изучения других аспектов астрофизики, таких как эволюция галактик и черных дыр, природа темной материи и структура Млечного Пути. Ученые уже отмечают, что данные DESI могут привести к пересмотру стандартной модели космологии. Стивен Бейли, руководитель управления данными DESI, подчеркивает, что они имеют огромную ценность для всего астрономического сообщества, позволяя тестировать множество гипотез и открывая новые горизонты для исследований.
DESI — это международный проект, объединяющий более 900 исследователей из 70 учреждений. Эксперимент проводится на 4-метровом телескопе Николаса У. Мейолла в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Данные DESI обрабатываются и хранятся в Национальном центре научных вычислений в области энергетики (NERSC) в лаборатории Беркли. Любой желающий может получить доступ к данным через интерактивный портал Legacy Survey Sky Browser.
Новый набор данных DR1 значительно превосходит предыдущий релиз (EDR), содержащий в 10 раз больше информации и охватывающий в семь раз большую площадь неба. DR1 включает данные, собранные за первый год основного обзора (май 2021 — июнь 2022) и пятимесячный обзор проверки, который предшествовал основному этапу. Объекты в каталоге DESI варьируются от близких звезд Млечного Пути до галактик, удаленных на миллиарды световых лет. Благодаря тому, что свет от далеких объектов достигает Земли за миллиарды лет, DESI позволяет ученым заглянуть в прошлое Вселенной, изучая ее эволюцию на протяжении 11 миллиардов лет.
DR1 — это лишь начало. К концу пятилетнего проекта DESI планирует собрать данные о более чем 50 миллионах галактик и квазаров. Уже сейчас DESI стал крупнейшим спектроскопическим обзором красного смещения, превзойдя своего предшественника, Sloan Digital Sky Survey (SDSS), который за 25 лет собрал данные о 9 миллионах объектов. В 2024 году данные DESI позволили создать самую большую трехмерную карту Вселенной и провести наиболее точные измерения темной энергии.
DESI использует 5000 оптоволоконных «глаз» для сбора света от далеких галактик. Каждые 20 минут инструмент может наблюдать новый набор из 5000 объектов, что позволяет собирать данные о более чем 100 000 галактик за одну ночь. Свет от каждой галактики разделяется на спектр, что позволяет измерить красное смещение — показатель, который помогает определить расстояние до объекта и составить трехмерную карту Вселенной.
Данные, собранные DESI, автоматически передаются на суперкомпьютеры в NERSC, где анализируются и возвращаются исследователям. Этот процесс, который ученые называют «красное смещение перед завтраком», стал возможен благодаря высокоскоростной сети ESnet. Использование суперкомпьютера Perlmutter с мощными графическими процессорами ускорило обработку данных в 40 раз по сравнению с предыдущими системами.
Исследователи постоянно совершенствуют методы анализа данных, чтобы извлечь максимум информации из собранного света. Обработка набора данных DR1 заняла около месяца, и такая скорость будет критически важна по мере увеличения объема данных. DESI уже находится на четвертом году из пяти запланированных, и его результаты продолжают удивлять научное сообщество.
Коллаборация DESI надеется, что данные проекта будут полезны не только для участников эксперимента, но и для исследователей по всему миру, включая тех, у кого нет доступа к крупным телескопам. Важной частью релиза является подробная документация, которая поможет ученым, даже не знакомым с проектом, использовать данные для своих исследований. Энтони Кремин, научный сотрудник проекта, отмечает, что данные DESI открывают бесконечные возможности для творческих научных идей, особенно в сочетании с другими источниками информации.
Этот проект не только продвигает наше понимание темной энергии, но и демонстрирует, как современные технологии и международное сотрудничество могут радикально ускорить научные открытия.