Ľudstvo vytvorilo najväčšiu mapu vesmíru v histórii. Má 5,6 bilióna pixelov a 4 miliardy objektov

Medzinárodný tím astronómov dosiahol historický míľnik pri mapovaní kozmu. Projekt DESI Legacy Imaging Surveys oficiálne sprístupnil verejnosti aj vedeckej komunite svoj jedenásty balík dát (DR 11), ktorý predstavuje najväčšiu dvojrozmernú mapu vesmíru, akú kedy ľudstvo vytvorilo.

Tento monumentálny digitálny obraz nočnej oblohy má ohromujúce rozlíšenie 5,6 bilióna pixelov a zaznamenáva takmer štyri miliardy kozmických objektov. Katalóg zahŕňa nielen blízke aj vzdialené hviezdy a planétky, ale predovšetkým miliardy cudzích galaxií, supermasívnych čiernych dier a kvazarov siahajúcich do hlbín vesmíru.

Základným cieľom tohto gigantického projektu je rozlúštiť povahu záhadnej temnej energie, ktorá spôsobuje zrýchľujúce sa rozpínanie vesmíru. Získané poznatky pritom opäť nadväzujú na to, ako moderná veda neustále preveruje základné fyzikálne piliere a Einsteinove teórie v praxi.

Gigantické dáta a 4 miliardy objektov

Mapa pokrýva približne 75 % celej nočnej oblohy vo viditeľnom a blízkom infračervenom spektre. Na jej vytvorení spolupracovalo viac ako 160 vedcov z popredných svetových inštitúcií, ktorí skombinovali pozorovania z viacerých špičkových teleskopov na severnej aj južnej pologuli.

Kľúčovú úlohu zohral 4-metrový teleskop Nicholas U. Mayall na observatóriu Kitt Peak v Arizone, špeciálna kamera Dark Energy Camera (DECam) v Čile a infračervené dáta z vesmírneho teleskopu WISE patriaceho americkej vesmírnej agentúre NASA.

Celý tento obrovský archív je voľne dostupný pre každého prostredníctvom interaktívneho online prehliadača Legacy Survey Sky Viewer. Ktokoľvek sa tak môže cez bežný webový prehliadač voľne pohybovať po miliardách svetelných rokov vzdialených kútoch vesmíru.

Prečo astronómovia potrebovali takúto gigantickú mapu

Dvojrozmerná mapa nie je len pôsobivým vizuálnym dielom, ale slúži ako nevyhnutný zameriavací základ pre spektroskopický prístroj DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Vedci museli najprv presne vedieť, kde presne sa jednotlivé galaxie na oblohe nachádzajú a akú majú jasnosť.

Vďaka týmto súradniciam dokáže DESI nasmerovať tisíce optických vlákien na vybrané ciele a rozložiť ich svetlo na jednotlivé vlnové dĺžky. Z posunu spektrálnych čiar astronómovia následne určujú presnú vzdialenosť každého objektu od Zeme.

Týmto spôsobom vzniká kompletná 3D mapa vesmíru siahajúca až do vzdialenosti 11 miliárd svetelných rokov. Vedci z nej dokážu vyčítať, ako sa galaxie v priebehu kozmických epoch zhlukovali do obrovských vlákien a pavučín.

Záhada temnej energie sa začína zamotávať

Práve detailné merania expanzie vesmíru priniesli jedno z najväčších prekvapení modernej astrofyziky. Prvotné dáta z experimentu DESI naznačujú, že vplyv temnej energie nemusí byť konštantný, ale môže v priebehu času postupne slabnúť.

Tento predbežný záver stojí v priamom rozpore s doteraz preferovaným štandardným kozmologickým modelom, ktorý predpokladal stabilné zrýchľovanie expanzie. Ak by temná energia skutočne časom strácala na sile, vesmír by nečakal scenár nekonečného rozpadu do chladnej prázdnoty.

DESI Collaboration/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor

Namiesto toho by sa expanzia mohla v ďalekej budúcnosti spomaliť a dosiahnuť určitý stav rovnováhy. Definitívne potvrdenie týchto meraní očakáva vedecká komunita v priebehu rokov 2027 a 2028, kedy DESI zverejní analýzy z kompletného pozorovacieho cyklu.

Poklad pre umelú inteligenciu aj bežných nadšencov

Význam mapy DR 11 ďaleko presahuje samotný výskum temnej energie. Zverejnený katalóg predstavuje neoceniteľnú studnicu dát pre lovcov gravitačných šošoviek, vzácnych supernov, gama zábleskov či rýchlych rádiových zábleskov (FRB).

Obrovský objem štruktúrovaných informácií je ideálnym tréningovým prostredím pre modely strojového učenia a umelej inteligencie. Tieto algoritmy dokážu samostatne prehľadávať petabajty surových astronomických snímok a identifikovať anomálie, ktoré by ľudskému oku unikli.

DESI Collaboration/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor

K mapám majú navyše okamžitý prístup aj amatérski astronómovia a občianski vedci. Mnohé neznáme asteroidy a premenné hviezdy v minulosti objavili práve nadšenci skúmajúci verejné astronomické databázy vo voľnom čase.

Príprava na novú éru vesmírnych observatórií

Projekt DESI zároveň pripravil pôdu pre novú generáciu masívnych prieskumov oblohy. Už čoskoro začne naplno pracovať Observatórium Very C. Rubinovej v Čile, ktoré bude každú noc generovať približne 10 terabajtov dát v rámci programu LSST.

K nemu sa pripojí aj pripravovaný vesmírny ďalekohľad Nancy Grace Roman Space Telescope, ktorý počas svojej primárnej misie nazbiera vyše 20 petabajtov spektroskopických a obrazových dát. Dáta z DESI slúžia ako základný referenčný rámec, bez ktorého by spracovanie takýchto obrovských tokov dát nebolo možné.

Kombinácia pozemných teleskopov a nových orbitálnych observatórií posúva astronómiu do éry skutočného „big data“ výskumu. Detailná 2D mapa je tak len prvým krokom k pochopeniu skutočnej architektúry a osudu nášho vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Novinky