Milžiniška dangaus mozaika: 5,6 trilijono pikselių

Įsivaizduokite nuotrauką tokio masto, kad kiekvienas perbraukimas atveria naują žvaigždžių salą. Tai paprasčiausias būdas apibūdinti naujausią dangaus mozaiką, paskelbtą DESI paveldos vaizdavimo apžvalgų: susiūtą portretą, sudarytą iš daugiau nei 263 000 teleskopo ekspozicijų ir siekiantį apie 5,6 trilijono pikselių.

Vaizdas apima maždaug tris ketvirtadalius dangaus sferos ir katalogizuoja beveik keturis milijardus atskirų objektų, tarp jų žvaigždes, galaktikas ir kitas kosmines įdomybes, užfiksuotas matomoje ir artimoje infraraudonojoje šviesoje. Duomenų rinkinys yra daugiau nei dešimtmetį trunkančių stebėjimų ir apdorojimo rezultatas, ir dabar jis tampa pagrindiniu ištekliumi astronomams visame pasaulyje.

Kam svarbus dvimatė žemėlapis, kai modernioji kosmologija susitelkusi į 3D? Todėl, kad šis milžiniškas 2D atlasas buvo sukurtas nurodyti tolesnius žingsnius: nukreipti DESI tūkstančius robotizuotų optinių pluoštų ir kitų spektrografų į tiksliai tas sritis, iš kurių bus gaunami raudonojo poslinkio duomenys. Raudonasis poslinkis paverčia plokščią dangų gylio informacija, tokiu būdu vaizdą paverčiant trimatėmis Visatos koordinatėmis.

DESI (Tamsiosios energijos spektroskopinis instrumentas), sumontuotas ant 4 metrų Mayall teleskopo Kitt Peak observatorijoje, matuoja galaktikų ir kvazarų spektrus, kad nustatytų jų tolimo judėjimo greičius. Šie matavimai yra pagrindas Visatos plėtimosi ir paslaptingos jėgos, vadinamos tamsiąja energija, tyrimams. Iki 2026 m. balandžio DESI jau užfiksavo daugiau nei 47 milijonus galaktikų ir kvazarų, sudarydamas iki šiol didžiausią aukštos raiškos 3D Visatos žemėlapį.

Šis naujas vaizdų leidimas nėra vien tik navigacijos žemėlapis DESI. Ankstesnės apžvalgos duomenų versijos buvo cituotos daugiau nei 1800 mokslo darbų. Ši šviežia mozaika padės astronomams ieškoti retų arba tranzitinių objektų, tirti galaktikų evoliuciją per kosminį laiką ir mokyti mašininio mokymosi sistemas atrinkti informaciją iš duomenų gausos, laukiamos iš naujos kartos observatorijų.

Galvokite apie tai kaip apie visuomeninį atlasą. Kaip teigė David Schlegel iš Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos, tyrėjai dažnai pradeda tyrimą atverdami vaizdų atlasą, kad pamatytų, ką dangus iš tiesų slepia jų dominančiose vietose. NOIRLab pabrėžia, kad šie stebėjimai apima matomą ir artimąją infraraudonąją šviesą, suteikdami platų ir aukštos tikslumo vaizdą Paukščių Tako struktūrų ir tolimų objektų.

Kitos komandos taiko papildomas metodikas. Pavyzdžiui, HETDEX stebi silpną Lyman-alfa spindesį iš tarpžvaigždinio vandenilio, kad atskleistų trimatę karkaso struktūrą prieš 9–11 milijardų metų, ypatybes, kurių vien vaizdai gali nepastebėti. Kartu šios apžvalgos sudaro įrankių rinkinį: plačius, gilus vaizdus, leidžiančius rasti taikinius, ir išradingus spektroskopinius eksperimentus jų atstumams matuoti.

Net pažįstamos salos matomos mozaikoje. Messier 96, grakšti spiralė maždaug už 35 milijonų šviesmečių Liūto žvaigždyne, atsiranda tarp katalogizuotų milijardų. Tačiau tikrasis stebuklas yra žemėlapio mastas ir naudingumas. 5,6 trilijono pikselių yra ne vien skaičius, o kvietimas atradimams. Kas žino, kurį silpną objektą ar subtilų raštą šis atlasas padės astronomams rasti toliau?