Опубликована крупнейшая двухмерная карта Вселенной с почти 4 миллиардами объектов
Команда DESI Legacy Imaging Surveys опубликовала крупнейшую на сегодняшний день двухмерную карту Вселенной. Она содержит данные почти о 4 миллиардах астрономических объектов и охватывает около трёх четвертей всего неба, наблюдаемого в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.
Создание карты стало результатом 13 лет наблюдений и обработки данных. Её изображение содержит около 5,6 триллиона пикселей. В каталоге представлены звёзды, галактики и множество других объектов и явлений, включая сверхновые звёзды и гравитационные линзы. Все данные доступны публично, а саму карту можно исследовать онлайн с помощью Legacy Survey Sky Viewer.
Для создания карты учёные объединили 263 407 отдельных экспозиций, полученных с помощью нескольких телескопов. Значительная часть информации поступила от трёх крупных наблюдательных программ. В их число вошли Dark Energy Camera Legacy Survey, проводившаяся с использованием камеры DECam, установленной на 4-метровом телескопе Бланко в Чили, Mayall z-band Legacy Survey, выполненная с помощью телескопа Мэйолла в Аризоне, и Beijing-Arizona Sky Survey. К этим наблюдениям добавили данные в инфракрасном диапазоне, собранные космической миссией NASA WISE.
От изображения неба к трёхмерной карте Вселенной
Новая карта позволяет определить положение астрономических объектов на небесной сфере и измерить их яркость в различных диапазонах длин волн. Однако непосредственно расстояние до Земли она не показывает. Поэтому в основном это огромная двухмерная карта наблюдаемого неба.
Третье измерение добавляет проект DESI. Спектрограф DESI установлен на 4-метровом телескопе Мэйолла и анализирует спектр света, который приходит от галактик и квазаров. По этим данным учёные определяют красное смещение объектов, а затем вычисляют расстояние до них.
Если объединить полученные расстояния с координатами объектов на изображениях Legacy Surveys, можно восстановить распределение галактик в трёхмерном пространстве и проследить, как оно изменялось на протяжении миллиардов лет.
В апреле 2026 года DESI досрочно завершил первоначальную пятилетнюю программу наблюдений. За это время инструмент исследовал более 47 миллионов галактик и квазаров, а также свыше 20 миллионов звёзд, создав крупнейшую на сегодняшний день трёхмерную карту Вселенной высокого разрешения.
Однако наблюдения DESI продолжаются. Они рассчитаны до 2028 года, поэтому область исследованного неба и объём доступных данных будут и дальше увеличиваться.
Одной из главных целей проекта является изучение того, как менялось расширение Вселенной, а также более точное понимание природы тёмной энергии, которой приписывают нынешнее ускоренное расширение космоса.
Тёмная энергия может оказаться не постоянной
Данные DESI уже привели к важному вопросу о природе тёмной энергии. При анализе первых трёх лет наблюдений в сочетании с другими космологическими данными исследователи обнаружили признаки того, что тёмная энергия может изменяться со временем.
Если это подтвердится, результат будет иметь серьёзные последствия для современной космологии, поскольку стандартная космологическая модель предполагает, что свойства тёмной энергии остаются постоянными.
Пока, однако, говорить об открытии преждевременно. В зависимости от того, с какими другими космологическими наборами данных объединялись результаты DESI, статистическая значимость обнаруженного отклонения составляет от 2,8 до 4,2 сигмы. В физике для заявления об открытии обычно требуется статистическая значимость на уровне 5 сигм.
Полные результаты пятилетней основной программы DESI ожидаются в 2027 году. Они позволят значительно точнее проверить предположение о возможной эволюции тёмной энергии.
Карта станет ориентиром для новых телескопов
Однако значение новой карты не ограничивается исследованиями DESI. Огромный архив изображений, собранных на протяжении многих лет, может использоваться как своеобразная точка отсчёта для будущих астрономических наблюдений.
Сравнивая новые изображения с данными Legacy Imaging Surveys, учёные смогут находить объекты, которые со временем меняют свою яркость, перемещаются по небу или появляются в результате кратковременных космических событий.
Особенно полезным такой архив может оказаться для новых крупных обзоров Вселенной. Среди обсерваторий, которые смогут использовать эти данные в качестве эталона, находятся обсерватория Веры Рубин и космический телескоп NASA Nancy Grace Roman.
Огромный объём информации также делает карту ценным источником данных для автоматизированного анализа. Она может использоваться для разработки и обучения систем машинного обучения, которым предстоит обрабатывать гигантские массивы информации от будущих астрономических обзоров.
Таким образом, новая карта DESI Legacy Imaging Surveys представляет собой не просто самое масштабное на сегодняшний день двухмерное изображение Вселенной. Она станет фундаментальным справочным набором данных для изучения изменяющегося неба и поможет астрономам сопоставлять наблюдения разных поколений телескопов.