Wissenschaftler am JPL der NASA halfen zusammen mit Forschern anderer Universitäten bei der Simulation die Art und Weise, wie sie unser Universum beobachten werden zwei zukünftige, große Teleskope: Das Nancy Grace Roman Space Telescope, dessen Start für Mai 2027 geplant ist, und das Vera C. Rubin Observatory, dessen Beobachtungen im Jahr 2025 beginnen werden.
Mithilfe von Supercomputern im Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums haben die Forscher erstellt fast 4 Millionen simulierte Bilder die den Kosmos darstellen. In etwa 9 Tagen haben sie etwas geschafft, was auf einem Laptop etwa 300 Jahre gedauert hätte.
Diese Simulationskampagne ist Teil eines größeren Projekts namens OpenUniverse. Das Team veröffentlicht nun eine 10 Terabyte große Teilmenge dieser Daten, die restlichen 390 Terabyte werden im Herbst dieses Jahres verarbeitet.
Das Universum, das Roman und Rubin sehen werden
OpenUniverse hat dies erstmals berücksichtigt die Leistung von Teleskopinstrumenten. Auf diese Weise lieferte es die bislang genaueste Vorschau auf den Kosmos, wie Roman und Rubin ihn sehen werden, sobald sie mit der Beobachtung beginnen, und zeigt den Wissenschaftlern, welche Dinge die beiden Teleskope erforschen können.
Roman und Rubin werden beide dunkle Energie untersuchen, von der angenommen wird, dass sie für die Beschleunigung der Expansion des Universums verantwortlich ist. Hochpräzise und genaue Simulationen wie OpenUniverse ermöglichen es Wissenschaftlern, die Signaturen zu verstehen, die jedes Instrument in Bilder einprägt, und zwar Verfeinern Sie jetzt Datenverarbeitungsmethodendamit sie zukünftige Daten schnell und korrekt analysieren können.
Jim Chiang, ein Wissenschaftler am SLAC National Accelerator Laboratory, der bei der Erstellung der Simulationen mitgewirkt hat, erklärte:
OpenUniverse ermöglicht es uns, unsere Erwartungen darüber abzustimmen, was wir mit diesen Teleskopen entdecken können. Es gibt uns die Möglichkeit, unsere Verarbeitungspipelines zu testen und unsere Analysecodes besser zu verstehen. Und interpretieren Sie die Ergebnisse genau, damit wir uns darauf vorbereiten können, echte Daten zu verwenden, sobald sie eintreffen.
Beobachtungen und Simulationen zusammenführen
Die Simulationen von Roman und Rubin decken die gleiche Himmelsfläche ab, insgesamt etwa 0,08 Quadratgrad, was im Vergleich etwa einem Drittel der vom Vollmond bedeckten Himmelsfläche entspricht. Die vollständige Simulation, die später in diesem Jahr veröffentlicht wird, wird dies abdecken 70 Quadratgrad, etwa die Fläche des Himmels, die von 350 Vollmonden bedeckt ist.
Jeder einzelne helle Punkt in den Bildern entspricht einer nahen oder entfernten Galaxie, mit Ausnahme der Flecken mit Beugungsmarkierungen, bei denen es sich stattdessen um Feldsterne handelt, die zu unserer Milchstraße gehören.
Der Vergleich und die Überschneidung zwischen den Simulationen der beiden verschiedenen Teleskope ermöglichen und werden es den Wissenschaftlern ermöglichen, zu lernen, die besten Aspekte jedes einzelnen Teleskops zu nutzen: Rubins umfassendere Vision und Romans schärfere, tiefere Vision. Die kombinierte Arbeit wird tatsächlich zu besseren Randbedingungen führen, als die Forscher von einem der beiden Observatorien allein erhalten könnten.
Darüber hinaus besteht die Idee der Wissenschaftler darin, künftige Beobachtungsergebnisse wiederum zu nutzen um Simulationen noch genauer zu machen, um eine immer tiefergehende Sicht auf die Entwicklung des Universums im Laufe der Zeit zu ermöglichen. Und um die Kosmologie, die es geprägt hat, besser zu verstehen.
Durch eine Partnerschaft mit dem Infrarot-Wissenschaftsarchiv (IRSA) von Caltech/IPAC sind die simulierten Daten jetzt hier zugänglich, sodass Forscher, wenn sie in Zukunft auf reale Daten zugreifen, bereits mit den Reaktionen der Instrumente vertraut sind.
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