Астрономы создали цифровую копию Вселенной для тестирования новых космических телескопов

Международная группа астрономов представила беспрецедентный набор из более чем миллиона смоделированных изображений, которые демонстрируют, как будущий космический телескоп NASA Nancy Grace Roman будет «видеть» Вселенную. Проект получил название OpenUniverse.

«Мы использовали суперкомпьютер для создания синтетической Вселенной и смоделировали миллиарды лет её эволюции, отследив путь каждого фотона от космических объектов до детекторов телескопа Nancy Grace Roman», — рассказал руководитель проекта моделирования Майкл Троксел, доцент физики Университета Дьюка в Дареме.

Эта симуляция демонстрирует динамическую вселенную, какой ее мог видеть космический телескоп NASA Nancy Grace Roman в течение своей пятилетней основной миссии. Видео содержит синтетические сверхновые из наблюдений за смоделированной вселенной OpenUniverse, проводимых каждые пять дней. Источник: NASA’s Goddard Space Flight Center and M. Troxel 📷

Для создания масштабной симуляции был задействован суперкомпьютер Theta в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Объём полученных данных составил 400 терабайт. Смоделированные изображения охватывают область неба площадью 70 квадратных градусов, что эквивалентно площади более 300 полных лун, и временной промежуток свыше 12 миллиардов лет.

Созданная модель поможет учёным подготовиться к работе сразу с тремя космическими обсерваториями: телескопом Roman, который планируется запустить до мая 2027 года, обсерваторией имени Веры Рубин и уже действующим телескопом Euclid Европейского космического агентства.

Эта анимация OpenUniverse показывает как гравитация промежуточных скоплений галактик и тёмной материи может линзировать свет от более далёких объектов, искажая их внешний вид. В качестве бонуса, это линзирование также облегчает наблюдение за самыми далёкими галактиками, свет которых тёмная материя усиливает. Источник: Caltech-IPAC/R. Hurt

Симуляция позволит исследователям изучить влияние тёмной энергии и тёмной материи на эволюцию Вселенной, а также проследить за развитием более 100 миллионов синтетических галактик. Особое внимание уделено моделированию вспышек сверхновых, которые помогают картографировать расширение космоса.

«Roman всего за год сможет провести наблюдения, на которые телескопам "Хаббл" или "Джеймс Уэбб" потребовалось бы около тысячи лет. Количество объектов, которые Roman сможет детально запечатлеть, станет поистине революционным», — подчеркнул Троксел.

По словам Алины Кисслинг, главного исследователя проекта OpenUniverse из Лаборатории реактивного движения NASA, наблюдения телескопа Roman могут привести к открытиям, достойным Нобелевской премии. Сравнение реальных наблюдений с синтетическими данными поможет учёным проверить точность современных космологических моделей и потенциально обнаружить новые физические явления.