Tim projekta DESI Legacy Imaging Surveys objavio je najveću dosad izrađenu dvodimenzionalnu kartu svemira. Karta od 5,6 bilijuna piksela obuhvaća oko 75 posto neba i sadrži podatke o gotovo četiri milijarde nebeskih objekata, uglavnom zvijezda i galaksija.
Podaci su javno dostupni kroz Legacy Survey Sky Viewer, gdje ih mogu istraživati astronomi, drugi znanstvenici i zainteresirani građani. Lawrence Berkeley National Laboratory objavio je da će karta godinama služiti kao jedna od najvažnijih referenci za proučavanje svemira.
Dvodimenzionalna karta priprema put do 3D prikaza svemira
Nova karta bilježi gdje se zvijezde i galaksije pojavljuju na nebu te koliko su sjajne u vidljivom i bliskom infracrvenom dijelu spektra. Riječ je o svojevrsnoj dubokoj snimci neba, ali bez podatka o stvarnoj udaljenosti svakog pojedinog objekta.
Tu ulogu preuzima DESI, odnosno Dark Energy Spectroscopic Instrument. Taj spektroskopski instrument analizira svjetlost odabranih galaksija i kvazara. U njihovim se spektrima vidi crveni pomak, odnosno rastezanje valnih duljina svjetlosti zbog širenja svemira. Iz tog se podatka može procijeniti udaljenost do objekta.
Kada se položaj galaksije na nebu spoji s njezinom udaljenošću, dobiva se trodimenzionalna slika rasporeda materije kroz svemir. Zato je nova 2D karta važna kao početna točka za izradu najveće 3D karte svemira.
Takvi podaci omogućuju proučavanje načina na koji su se galaksije grupirale kroz različite epohe kozmičke povijesti. Raspored velikih struktura pritom pruža važne informacije o širenju svemira i djelovanju tamne energije.
Od 263.407 snimanja do jedinstvene karte
Konačna verzija karte sastavljena je spajanjem 263.407 teleskopskih snimanja prikupljenih tijekom 2.285 noći. U projekt su uključena tri velika istraživanja neba provedena zemaljskim teleskopima: Dark Energy Camera Legacy Survey, Mayall z-band Legacy Survey i Beijing-Arizona Sky Survey.
Podaci su dopunjeni višegodišnjim snimkama NASA-ine infracrvene misije WISE te drugim javno dostupnim mjerenjima. U prikupljanju podataka sudjelovalo je više od 160 znanstvenika, dok je završni skup podataka pripremio tim od 20 članova.
Spajanje tolikog broja snimki zahtijevalo je i opsežnu računalnu obradu. Razvoj potrebnog programskog koda trajao je približno godinu dana, a konačna obrada podataka još osam tjedana na superračunalu Perlmutter u Berkeley Lab.
Svaka je snimka nastala u drukčijim atmosferskim i teleskopskim uvjetima. Njihovo povezivanje u jednu cjelinu zato je bilo ključno kako bi karta imala ujednačenu kvalitetu na golemom području neba.
Pogled prema izvangalaktičkom svemiru
Karta pokriva približno tri četvrtine neba u vidljivom i bliskom infracrvenom svjetlu. Pruža posebno dubok pogled na izvangalaktički svemir, odnosno područja izvan naše Mliječne staze koja nisu snažno zaklonjena njezinim zvijezdama i prašinom.
Takav prikaz omogućuje lakše pronalaženje udaljenih galaksija i drugih slabih objekata. Astronomi mogu uspoređivati kartu s vlastitim observacijama te tražiti rijetke pojave poput gravitacijskih leća, kratkotrajnih sjajnih događaja i supernova.
Gravitacijske leće posebno su korisne jer gravitacija masivnih objekata može saviti svjetlost udaljenijih galaksija. Na taj se način može proučavati raspored mase, uključujući i tamnu tvar, koja ne emitira svjetlost, ali utječe na gibanje i raspored vidljive tvari.
Karta će služiti i budućim teleskopima
Prethodne inačice podataka DESI Legacy Imaging Surveys već su korištene u više od 1.800 znanstvenih radova. Nova će karta služiti kao referentni prikaz za sljedeću generaciju opservatorija, među kojima su Vera C. Rubin Observatory i NASA-in svemirski teleskop Nancy Grace Roman.
Nova verzija karte već se od lipnja koristi za odabir ciljeva instrumenta DESI i usmjeravat će njegov rad tijekom sljedećih godina. Podaci će pomoći i u razvoju računalnih sustava za obradu golemih količina astronomskih mjerenja.
Objava dolazi nekoliko mjeseci nakon što je DESI završio izvorno planirano petogodišnje istraživanje. Prve analize donijele su naznake da se utjecaj tamne energije s vremenom možda mijenja, ali riječ je o pitanju koje zahtijeva dodatne podatke i preciznije analize.
Vrijednost nove karte leži u tome što će različite astronomske observacije staviti u isti prostorni okvir. Kada se položaj i sjaj milijardi objekata spoje s mjerenjima njihovih udaljenosti, dobiva se detaljniji zapis o tome kako su se galaksije oblikovale i kako se svemir širio kroz vrijeme.
