Карта всесвіту: ее составляли 20 лет и она уже удивила ученых

Содержание

Карта Всесвіту — нова, найдетальніша версія

Тема дня

  1. Головна

  2. Технології

14 сiчня, 2022, 18:25

Роздрукувати

Інформацію збирав апарат DESI у США.

  • Вам також буде цікаво

    >

    • NASA показало найдетальніший знімок супутника Юпітера Європи

      18:40

    • ESA показали наслідки витоку газу на «Північному потоці»

      13:14

    • Знадобилося лише кілька годин: вчені розповіли, як з’явився Місяць

      12:35

    • Космічний корабель SpaceX злетів із російським космонавтом

      05. 10 19:49

    • В Австралії знайшли останки найбільшого птаха на Землі

      05.10 19:23

    • Вченим вдалося з’ясувати, як рухаються бактерії

      05.10 18:44

    • Астероїд, що вбив динозаврів, викликав глобальне цунамі – вчені

      05.10 15:10

    • В Ізраїлі виявили стародавній скарб з золотими монетами

      05. 10 14:35

    • Нобелівську премію з хімії присудили за технологію створення молекул
      Доповнено
      05.10 12:50

    • Вчені простежили за еволюцією жаб у Чорнобильській зоні

      05.10 11:27

    • США готують нові обмеження експорту мікрочипів в Китай

      05. 10 05:58

    • Європарламент запровадив універсальний зарядний пристрій: який і коли чекати реалізації рішення

      05.10 02:37

Останні новини

  • В Україні арештували активи російського співвласника «Альфа-банк Україна»: чи передвіщає це націоналізацію банку

    18:42

  • NASA показало найдетальніший знімок супутника Юпітера Європи

    18:40

  • У восьмий пакет санкцій ЄС проти РФ потрапило чимало російських зірок

    18:32

  • ТрО потребує негайної реформи

    18:19

  • The Guardian: Україна відвоювала територію і підтримку, але Росія буде далі випробовувати сміливість Заходу

    18:14

Всі новини

Ласкаво просимо!
Реєстрація
Відновлення паролю
Авторизуйтесь, щоб мати можливість коментувати матеріали
Увійдіть, щоб мати можливість коментувати матеріали
Введіть адресу електронної пошти, на який була проведена реєстрація і на нього буде висланий пароль

Забули пароль?
Увійти

Пароль може містити великі і маленькі букви латинського алфавіту, а також цифри
Введений e-mail містить помилки

Зареєструватися

Ім’я та прізвище повинні складатися з букв латинського алфавіту або кирилиці
Введений e-mail містить помилки
Даний e-mail вже існує
У поля Ім’я та прізвище немає помилок
У поля E-mail немає помилок

Нагадати пароль

Введений e-mail містить помилки

Не маєш власного облікового запису? Зареєструйтеся
Вже зареєстровані? Заходьте!
Не маєш власного облікового запису? Зареєструйтеся

Карта всесвіту

Додати в особисту закладку.

Йтиметься ні багато ні мало, а про те, як можна спробувати зобразити весь Всесвіт на кількох аркушах бу маги і що вийде в результаті такої спроби.

Така вона, Всесвіт, все дороги якої ведуть в нікуди.
Пол Андерсон

Структура Всесвіту в чомусь самоподобна. Так, зірки обертаються навколо центру галактики. Планети — навколо зірок. А навколо планет часом є свої диски.
І це зовсім не рідкість, про що свідчить кільце Урана. У Землі можна помітити два кільця з супутників і їх останків: на низькій і на геостаціонарній орбітах.

Вимірювання в розлітаються світі

Нелегко побудувати карту світу, об’єкти якого перебувають у постійному русі — одночасно і переміщаються відносно один одного, і розлітаються в різні боки. «Не будемо забувати, що на міжзоряних відстанях поняття одночасності далеко не очевидно», — писав в одному зі своїх розповідях про вільних торговців Пол Андерсон, і ця обставина сильно ускладнює життя дослідникам космосу. Ось, наприклад, як визначити відстань до якої-небудь далекої зірки? До ближньої не дуже складно: потрібно подивитися, як вона зміщується на зоряному небі при спостереженні з різних точок орбіти Землі. Вимірявши зміщення, або, як називають його астрономи, паралакс, нескладно розрахувати відстань до зірки. Тільки це буде відстань, на якому зірка розташовувалася в той момент, коли вона випустила світло, а не коли його зловив телескоп. Події ж ці часом поділяють мільйони чи мільярди років. Власне, той самий парсек, яким міряють міжзоряні простори астрофізики і письменники-фантасти, як раз позначає відстань, яке призводить до паралаксу в одну секунду дуги небесної сфери. (Астрономи користуються сферичної системою координат, в якій положення об’єкта задано радіусом сфери і двома кутами — довготою і широтою. Найдавніший спосіб використання цих координат — задати положення об’єкта відносно зірок якогось сузір’я.) В астрономічних одиницях, тобто радіусах орбіти Землі, довжина пса перевищує 206 тисяч а. е; в СІ парсек позначають пк. А відстань до далеких зірок доводиться вираховувати за допомогою хитрих математичних фокусів, причому заздалегідь вибравши модель космології. Чи зміниться модель — і результат розрахунку може виявитися іншим.

Більшість астрофізиків вважає, що ми живемо в так званій фрідмановскіх гарячого Всесвіту, що розширюється через Великого вибуху, що стався 13 з гаком мільярдів років тому. Поведінка такої Всесвіту описують рівняння, запропоновані радянським фізиком А.А.Фрідманом на початку 20-х років XX століття, коли він досліджував можливість існування нестаціонарної Всесвіту. Деякий час фізики сприймали розрахунки Фрідмана як одну з кумедних можливостей описати наш світ. І так було до тих пір, поки в 1929 році американський астроном Едвін Хаббл не виявлено дивну закономірність: чим далі від нас знаходиться зірка, тим сильніше в червону сторону зміщуються лінії її спектра випромінювання. Саме рівняння Фрідмана для розширення Всесвіту давали відмінне пояснення цього факту.

Наступний математичний фокус — зв’язок між параметром розширення і червоним зміщенням об’єкта. Виявляється, червоний зсув якої-небудь зірки пов’язано простою формулою з двома значеннями параметра розширення: в той момент, коли вона випустила світло, і в той момент, коли він долетів до ока астронома, фотопластинки або ПЗС-матриці телескопа. Значить, знаючи це зміщення, можна розрахувати, наскільки далеко ми заглянули одночасно в простір і під час: чим більше червоний зсув, тим більш далеку від нас епоху ми спостерігаємо. Для цього перерахунку і потрібно задати космологічних моделях і дізнатися параметри Всесвіту, наприклад щільність розподілу матерії, значення космологічного члена, він же — щільність темної енергі і, та інші. Одні параметри піддаються вимірам, інші можна добути тільки з теор етіческого розрахунків. Ось так формула перерахунку червоного зсуву в реальні координати і виявляється пов’язаної з теор етіческого моделлю Всесвіту.

Отже, самий ближній до нас позаземної об’єкт — це Міжнародна космічна станція. Фактично вона летить у верхніх шарах атмосфери, в межах іоносфери. Трохи вище розташований космічний телескоп Хаббл. Далі під захистом внутрішнього радіаційного поясу (поясу Ван Аллена), який виникає через взаємодію заряджених частинок сонячного вітру з магнітним полем Землі, знаходяться численні штучні супутники і їх уламки. Вище — супутники Глобальної системи навігації (GPS). Їх кількість велике: на карті з’являється дзаметная лінія.

Наступна лінія — супутники зв’язку і шпигунські супутники на геостаціонарній орбіті, тобто вони обертаються з тією ж швидкістю, що і Земля навколо своєї осі.

Всього приземному угруповання супутників становить 8420 об’єктів, обсяг же рукотворного космічного сміття, на думку фахівців, може досягати і мільйони шматочків.

Рукотворні об’єкти є і в ближньому космосі. Так, за орбітою Місяця в точках Лагранжа системи Земля-Сонце (в цих точках сили тяжіння від обох небесних тіл зрівнюються і супутник висить в просторі, не витрачаючи енергі ю) знаходяться супутник WMAP, який будує карту реліктового випромінювання, і сол¬нечная обсерваторія SOHO . Серед інших знаменитих космічних кораблів на карті зображено «Вояджери» і «Піонер-10», вже впритул наблизилися до геліопаузой — місця, де сонячний вітер стикається з міжзоряним полем. За нею вже лежить відкритий космос.

Великі труднощі виникає при зображенні пояса астероїдів: все 218 з гаком тисяч цих малих космічних тіл зіллються в темну смугу. Тому на мапі показані тільки 14 тисяч, які лежать в межах 4 градусів небесної сфери вгору і вниз від екватора Землі. З цим пов’язана і дивна форма пояса: в геоцентричної системі координат один його край неминуче виявляється ближче, ніж інший, адже астероїди обертаються навколо Сонця, а не Землі. Хмари астероїдів в районі 24 і 12 годин — теж оптична ілюзія: площину екватора Землі нахилена під кутом 23,5 градуси до площини екліптики (в якій розташований пояс), і обидві площині перетинаються саме в цих точках. Справжні хмари астероїдів розташовані біля Юпітера, у його точках Лагранжа. Ці астероїди названі Троянами.

Наступне скупчення малих небесних тіл — пояс Койпера в районі зовнішніх планет. Саме там знаходиться претендентка на звання десятої планети нашої системи — Седна. Може здатися, що пояс Койпера складається з чергування щільних і нещільні областей. Це теж оптична ілюзія: в одних напрямках пошук таких об’єктів був більш пильним, ніж в інших.

Остання область, мало-мальськи пов’язана з Сонячною системою, — хмару Оорта, то місце, звідки до нас прилітають комети. Його радіус приблизно в сто разів більше радіуса геліопаузой. А далі починаються зірки.

Простір Чумацького Шляху

«Тисячоліття за численними тисячоліттями бігла ця зірка своїм шляхом, перш ніж виявилася між Бетельгейзе і Ригелем», — писав Пол Андерсон. Втім, подібну фразу можна зустріти в багатьох фантастичних творів, присвячених міжзоряним подорожам. Сіріус і Бетельгейзе, Вега, Арктур ​​і Процион, тау Кіта і Епсілон Ерідана — всі вони оспівані, і не раз, що не випадково: ці зірки розташовані в найближчій до нас околиці нашої Галактики. Сама ж близька зірка — Проксіма Центавра. Вона разом з яскравою зіркою земного неба альфою Центавра і ще однією зірочкою сонячного типу утворює потрійну зоряну систему.

Тіло Галактики, точніше, площину, в якій зосереджена основна частина її зірок, ми бачимо кожну ясну ніч в формі Чумацького Шляху. Так і називають нашу Галактику. Скупчення пилу і газу в центральній частині Чумацького Шляху заважає спостереженням: на загалактіческой частини карти Всесвіту з’являються два білих сектора.

Не минуло ще й десяти років, як астрономи виявили планети у деяких зірок; їх на карті позначили кружечками. Першою була нейтронна зірка — пульсар PCR1257 + 12. Як виявилося пізніше, у неї є цілих три планети земного типу. З числа зірок з планетними системами 95 належать до того ж типу, що й Сонця. Найвідоміші з них — 51 Пегаса, 70 Діви і входить в десятку найближчих зірок епсилон Ерідана. Планети у них виявили по періодичних змін швидкості обертання зірки. А ось планету розміром з Юпітер у зірки OGLE-TR-56 астрономи вперше зуміли розгледіти за зміною її яскравості.

Коли ми дивимося телевізор, то не замислюємося про те, що переносять сигнал радіохвилі вільно проходять крізь іоносферу і потім блукають по космосу. А що, якщо мешканці якогось далекого світу зловлять ці хвилі і зуміють їх розшифрувати? Що вони побачать? Виявляється, візитною карткою Землі будуть особи спортсменів: перша тілі трансляції я достатньої потужності показувала відкриття берлінської Олімпіади 1936 року. Інша сторона тієї ж медалі — лідери Третього рейху, які були присутні на трибунах. Цей радіосигнал вже пройшов Вегу і Арктур. Серед інших цікавих об’єктів Чумацького Шляху на карті позначені такі, як Плеяди, залишок наднової у вигляді Крабовидной туманності, глобулярний кластер зірок М13 в сузір’ї Геркулеса, чорна діра Х-1 в сузір’ї Лебедя, туманності Оріона і Орла. На думку багатьох астрофізиків, в центрі нашої Галактики розташована чорна діра масою в 2,6 мільйона сонячних мас. А за кордоном Галактики починається світ галактичних скупчень.

На міжгалактичних просторах

Вийшовши на сотні кілопарсек від Землі, вже немає ні сенс а, ні можливості розглядати окремі зірки — масштаб карти не дозволяє. Тому мова піде про скупчення галактик і структурах з них.

Галактика М81 — найближча з тих, що знаходиться за межами Місцевої групи, її можна спостерігати неозброєним оком в сузір’ї Великої Ведмедиці. Найбільше з розташованих неподалік скупчень — це сверхкластер галактик в сузір’ї Діви. У його центрі лежить галактика Діва А, М87, всередині якої, згідно з розрахунком, повинна бути чорна діра масою в три мільярди сонячних мас. Неподалік знаходяться галактики цікавих форм; їх дуже люблять фотографувати астрономи: Вир, Сомбреро, Антена. Цей сверхкластер не стоїть на місці, але з помітною швидкістю переміщається в напрямку так званого Великого атрактора (він розташований значно вище розглянутої екваторіальній площині, але для повноти також вказано на карті).

Отримана при обробці результатів огляду частина карти дає можливість розглядати великомасштабні структури Всесвіту. Найбільш примітні — це дві Великі Стіни, протяжні об’єкти з скупчень галактик, які тягнуться на сотні мегапарсек, або сотні мільйонів світлових років.

Цікава структура з двох витягнутих скупчень галактик видно в районі трьох годин на відстані 200 Мпк; її називають Пальці Господні, які немов вказують на Землю. Насправді це чергова оптична ілюзія. Причина в тому, що галактики цих скупчень крім участі в розширенні Всесвіту ще і досить швидко рухаються один щодо одного і цей рух вносить свій внесок в червоне зміщення. Результат — помилка в розрахунку відстані. А ось Великі стіни — не ілюзія. Вони насправді існують. Більш того, схожі освіти виникають під час комп’ютерних експериментів, коли астрофізики моделюють утворення Всесвіту. Такий збіг експериментальних і теор етіческого даних говорить, що наші знання про Всесвіт не так вже й далекі від дійсності.

На самому краю карти розташовані два найбільш віддалених відомих об’єкта: галактика SDF Л 32418.3 + +271455 (червоне зміщення 6,578) і квазар (червоний зсув 6,42). За ними, на відстані трохи більшій ЮГпк від Землі, повинна бути область, де знаходяться найперші зірки Всесвіту, але астрономи своїми телескопами поки що не змогли пробитися крізь таку величезну товщу простору і уважно розглянути, що ж там є. Звідки зараз можуть взятися перші зірки? Не треба забувати, що ми подорожуємо не лише в просторі, але і в часі. Значить, об’єкт, нині розташований на відстані в десяток гігапарсеков від Землі, випустив той світ, який ми ловимо зараз, багато мільярдів років тому. А в той час зірки якраз і почали формуватися. Значить, якщо ми коли-небудь побачимо такий далекий світ, його джерелом будуть перші зірки, більше, здається, бути нічому.

Поки потужності телескопів не вистачає для того, щоб зазирнути далі декількох гігапарсеков. Однак ми маємо уявлення про те, що там розташовано: це межа тій частині Всесвіту, яку можна спостерігати. Зрозуміти, де знаходиться така межа, можна наступним чином. Значення червоного зсуву для реліктового випромінювання — 1089, і це граничне значення. Реліктове випромінювання, або, як його ще називають, мікрохвильової фон, виникло (в рамках моделі гарячого Всесвіту) в ту пору, коли електрони, протони і нейтрони охололи настільки, що зуміли злипнутися в перші атоми. В результаті речовина відокремилося від випромінювання і Всесвіт стала для останнього прозорою. Червоному зсуву 1089 відповідає сфера радіусом 14 ЦПК: в цій області простору древній фотон в останній раз стикався з будь-яким речовиною. Ми ж внаслідок розширення летимо з такою швидкістю, що він зміг наздогнати Землю (якої в момент вильоту фотона ще і в помині не було), лише витративши 13 з гаком мільярдів років. Це і є межа видимого Всесвіту; за нею лежить область ще більш ранньому Всесвіті, де випромінювання просто не здатне вільно поширюватися. Вона займає 283 Мпк і обмежена сферою Великого вибуху. 14 ЦПК набагато більше, ніж ті 13,7 мільярда світлових років, які світ може подорожувати у Всесвіті. Як же так? Розгадка проста: це те відстань в супутніх координатах, на якому від нас буде розташовуватися найдальша испускающая світло частка, коли її вік стане таким же, як у нас зараз.

Є ще один цікавий парадокс. Здавалося б, якщо ми будемо чекати нескінченно довго, то вдасться зловити світло, який прийшов від зірки, розташованої на нескінченно великій відстані. Але ж ні, у Всесвіті є зірки, світло яких ми не побачимо ніколи: наш горизонт зору обмежений радіусом 19 ЦПК. З іншого боку, багато зірок тікають від нас так швидко, що сигнал, який ми пошлемо зараз, ніколи не зможе їх наздогнати. Ці зірки перебувають за межами сфери радіусом 4,74 ЦПК або з червоним зміщенням більш 1,69. А їх світло ми бачимо, тому що вони його випромінювали дуже давно, коли ще не відлетіли від нас занадто далеко.

Вперше я зацікавився астрономією, коли мені було вісім років, — каже Річард Готт. — Як же не схожі тодішні карти на сучасну! На них не було ні штучних супутників Землі, ні об’єктів пояса Койпера, ні зірок з планетними системами, ні коричневих карликів, ні чорних дірок, ні позасонячних джерел рентгенівських променів, ні гамма-барстеров, ні квазарів, ні великих аттракторов або гравітаційних лінз. Ні звичайно ж Великих Стен. Тепер всі ці об’єкти нам відомі «. А скільки ще нових, небачених раніше об’єктів належить відкрити дослідникам далеких світів, про це не знає ніхто.

Оцінити статтю можна після того, як в обговоренні буде хоча б одне повідомлення.

Тест: А чи не зомбують чи мене? Тест: Визначення ваги ненауковість

Остання з новин: Більше загальним, ніж природний відбір, для особистості є поняття своєчасності і своеместності існування — хронотоп особистості:
Смерть і адаптивність.

Що захищає нас від ілюзій
Згідно з новим дослідженням ми не відчуваємо галюцинації тому, що наш мозок за допомогою мозочка постійно звіряється з дійсністю, він сумнівається в своїх очікуваннях і переконаннях.

Схожі статті

  • Яка зірка у всесвіті найбільша, best in world

  • Поповнити рахунок paypal з карти

  • Робота банку з пластиковими картами в чому полягає статті

Карта Всесвіту 3d дивитися. Чумацький шлях

> Зіткнення галактик. Комп’ютерна 3D модель

Розгляньте якісну 3D модель зіткнення галактик: моделювання наслідків, процес злиття в режимі онлайн, зіткнення центральних чорних дірок

Хто знає, скільки нерозкритих таємницьі загадок таїть у собі незвіданий і безкрайній космос? Людям не судилося розгадати їх до кінця, навіть знання про рідну Сонячну Систему досить обмежені, вона є лише порошинкою, що пливе в оточенні безмежних зоряних скупчень. Людство вже багато тисяч років прагне дізнатися про всі таємниці Всесвіту, йому навіть вдалося осягнути деякі істини, але ці знання надто обмежені та поверхові.

Численні повільно пливуть у холодному космосі, іноді відбуваються їх зіткнення, масштаби яких навіть складно уявити звичайній людині. Це, без перебільшення, явища вселенської величини та значущості, навряд чи порівняні за своєю видовищністю із чимось у цьому світі.

Наслідки зіткнення галактик

Коли відбувається зіткнення двох галактик, викид енергії, який супроводжує цей процес, неможливо осмислити людським розумом. Як результат, два гіганти, що злилися в одне ціле, починають світитися з подвійною міццю. Ця подія є надзвичайно тривалою з людської точки зору і може тривати кілька мільярдів років – природно, з цієї причини вчені позбавлені можливості спостерігати весь процес злиття від самого початку і до його завершення. На щастя, сучасні комп’ютерні технологіїдозволяють змоделювати момент зіткнення галактик, вкоротивши її в сотні тисяч разів

Модель зіткнення галактик на комп’ютерному моніторі

Увага! Використовуйте вказівник миші, щоб змінити ракурс.

Кожна людина тепер має можливість помилуватися інтерактивним процесом зіткнення галактик у роздільній здатності 3D. Новий додаток дозволяє спостерігати за притягненням двох галактичних ядер, які є , внаслідок чого починається космічний хоровод, що зачаровує. Деяка кількість зіркових систем залишає новостворену галактику і продовжує свій нескінченний шлях у Всесвіті – програма показує їх у вигляді кольорових точок.

Анімаційне зображення зіткнення галактик

Управління програмою, що моделює зіткнення галактик

Вся навігація програми, що моделює зіткнення галактик, здійснюється за допомогою миші – зміну ракурсу можна проводити рухом її у вікні програми, масштаб змінюється простим рухом коліщатка. Щоб скинути моделювання і почати процес наново, слід натиснути кнопку миші.

Даний додаток дозволяє глибше поринути в таємниці світобудови і навіть уявити можливі глобальні наслідкизіткнення двох гігантів – і Чумацького Шляху.

Учора 25 квітня 2018 року Європейське Космічне Агентство виклало у відкритий доступ другий реліз масиву даних, зібраних космічним телескопом Gaia. Це спеціальний апарат, який призначений для оглядового спостереження за всіма 360 o небесної сферив оптичному діапазоні.

Складання телескопа Gaia

Він використовує широкоформатний об’єктив (що, природно, спрощений опис, там насправді кілька об’єктивів під різними кутами та фокусами), і на відміну, від скажімо, телескопа Hubble, який націлюється на дуже вузьку ділянку неба, щоб чітко спостерігати за конкретною зіркою або галактикою, цей робить за раз знімки відразу кількох мільйонів зірок. Причому робить це безперервно, на протязі вже п’яти років. Причому, що найважливіше, не обертається по орбіті навколо Землі, як телескоп Хаббла, а розміщений у точці Лагранжа L2. Дуже населене сьогодні місце, саме туди вирушить найпотужніший космічний телескоп James Webb, що йде на зміну Хабблу в 2019. Повертаючись разом із Землею навколо Сонця, Gaia робить знімки однієї і тієї ж ділянки неба з різних точок орбіти близько 70 разів і врешті-решт отримує картину паралаксу кожної конкретної зірки.

В результаті виходить щось подібне до такої схеми, хоча на відео, звичайно ж моделювання, та ще й перебільшене в ефектах для наочності. Насправді зміщення зірок абсолютно мізерне, потрібна дуже хороша оптика та комп’ютерна обробка. Тому ці карти можуть будувати тільки космічні телескопи, неоднорідності атмосфери абсолютно зводять нанівець всі зусилля будь-яких земних телескопів, і шляхом паралаксу з Землі можна поміряти відстань лише до найближчих 10 000 зірок або близько того.

А ось при спостереженні з космосу, де нічого не заважає, можна дуже точно розрахувати положення зірки не тільки на небосхилі, в площині, а й у 3D, тобто побудувати гарну тривимірну карту нашої ділянки галактики. У 2016 році Gaia зробила перший пробний реліз, в якому були координати двох мільйонів прилеглих зірок, а тепер ось виклала архів, що містить дані про 1.7 мільярди зірок нашої галактики.

Нове уточнене зображення нашої галактики Чумацький Шлях

Дуже добре, що дані є загальнодоступними. Для всього людства доступні, для будь-якої конкретної людини. Не здивуюся, що найближчим часом з’являться красиві 3D-відео або навіть інтерактивні тривимірні карти, така симуляція була заснована на положенні всього-то.

Взагалі, це дуже правильний і потрібний почин — викладати наукові дані в загальний доступ. Не ті красиві картинки, що публікуються для широкої публіки, і які годяться хіба що на робочий стіл, а справжній масив наукових даних. Щоб будь-хто, хто має доступ в Інтернет, міг як мінімум перевірити, що там наміряли ці вчені-мочені, і навіть сам висунути якусь теорію, а то й зробити наукове відкриттявиходячи з обробки даних своїми чисельними методами. Що, до речі, періодично відбувається.

Чудово, що ми потихеньку уточнюємо карту галактики Чумацький Шлях, нагадую, 1.7 мільярдів зірок – це крихітна її частина, менша за 2%. Загалом у нашій галактиці за різними підрахунками від 100 до 400 мільярдів зірок. А в найближчому Всесвіті не менше таких же або приблизно схожих галактик.

До речі, картографія нині недешеве задоволення. Вартість місії Gaia приблизно 1 мільярд доларів і за планами вона триватиме щонайменше до 2020 року. Крім положення зірок нашої галактики Gaia також допоможе отримати більш точну карту прилеглих галактик, і вже склала уточнений каталог (близько 14 000) астероїдів нашої Сонячної Системи. Космічний телескоп Gaia був запущений з космодрому Куру за допомогою ракети-носія «Союз» та розгінного блоку «Фрегат» у 2013 році.

P.S. До речі, знавці повинні помітити, що наведена вище картинка галактики розташована «вгору ногами». Яку знайшов утікачом, таку і вставив у піст. Дві білі плями зверху і ліворуч це галактики-сателіти Великої і Малої Магелланови Хмари, їх зазвичай розташовують знизу, під диском галактики, але піди розбери, де в космосі «зверху», а де «знизу». Наразі вченими прийнято, що куди вказує північний полюсЗемлі, там і північний полюс (тобто верх) площині екліптики Сонячної Системи. Там і «верх» галактики Чумацький Шлях, але це все під хитрими кутами, та й взагалі умовності, так що. ..

Якщо в ясну зоряну ніч подивитися на небо, то першим, що приверне вашу увагу, швидше за все, буде широка біла смуга, начебто дорога, що простяглася через весь небосхил. Це Чумацький Шлях, загадковий, що інтригує, хвилює уяву. Адже він складається з багатьох мільярдів зірок, розсіяних у космічному просторіна багато тисяч світлових років. І серед цієї множини є одна зірочка, найрідніша для нас – наше Сонце.

Що таке Чумацький Шлях?

Чумацький шлях– це галактика, куди входить Сонячна система. Його можна побачити із будь-якої точки поверхні Землі. Він утворює кільце, опоясуючи Землю. У Північній півкулі він проходить через сузір’я Кассіопеї, трохи на схід від Пояса Оріона, підходячи до горизонту неподалік найяскравішої зірки – Сіріуса. Найяскравішими ділянками Чумацького Шляху жителі Північної півкулімилуватися не можуть. Вони доступні тим, хто живе ближче до екватора. Яскраве однорідне світіння безлічі зірок, невиразних оком, перемежовується темними «хмарами» космічного пилу.

походження назви

Стародавні китайці називали Чумацький Шлях «Небесною рікою», а римляни та греки – «Небесною дорогою». Сучасна назвапоходить від латинського «via lacteal», що перекладається як «молочна дорога». Ця назва походить від давньогрецької міфології. Згідно з одним із міфів, син Зевса Геракл був народжений від смертної жінки. Зевс підклав немовля своїй дружині Гері, коли та спала, щоб він випив її божественного молока і знайшов безсмертя. Прокинувшись і побачивши, що годує чужу дитину, богиня відштовхнула її від себе. З її грудей бризнув струмінь молока і завмер у небі, перетворившись на Чумацький Шлях. Слово «Галактика», до речі, має той самий сенс: воно утворене від грецького слова γαλακτικός, яке перекладається як «молочний».

Історія відкриття та вивчення Чумацького Шляху

Те, що Чумацький Шлях є величезним скупченням зірок, які невидимі неозброєним оком, довів Галілео Галілей. В 1610 він винайшов і виготовив телескоп. Коли ж він навів його на Чумацький Шлях, то був здивований: замість білястої серпанки його погляду з’явилися незлічені блискучі зірки. Тепер їх можна було розглянути окремо.

У 18 столітті англійський вчений Вільям Гершель, підраховуючи кількість зірок у різних частинах неба, виявив велике коло, назване згодом галактичним екватором. Саме в цьому колі і знаходився Чумацький Шлях. Таким чином, Гершель дійшов висновку, що зірки об’єднані в колосальну систему, сплюснуту до галактичного екватора.

Чумацький Шлях не є єдиною галактикою, це одна з багатьох галактик, що становлять наш Всесвіт. Це було доведено Едвін Хаббл в 20-х роках 20 століття.

Зумівши виміряти відстань до деяких туманностей, Хаббл довів, що вони не можуть входити до нашої Галактики, виходячи з їхньої віддаленості.

Будова Чумацького Шляху

Чумацький Шлях відноситься до виду спіральних галактикз перемичкою. Її діаметр становить 100-120 тисяч світлових років (у кілометрах це один квінтильйон). Вона є порівняно плоским диском (товщина його близько тисячі світлових років). У Галактиці міститься щонайменше 200 мільярдів зірок. За сучасними підрахунками, їхня кількість наближається до 400 мільярдів. Найщільніше скупчення зірок спостерігається ближче до центру Чумацького Шляху, а до країв його щільність різко падає.

ЦентрЧумацького шляху

У центрі диска Чумацького Шляху розташоване галактичне ядро, яке складається з багатьох мільярдів старих зірок. А центр ядра, своєю чергою, розміром лише кілька світових років, – це надзвичайно масивна область (її маса становить кілька мільйонів Сонців). Сучасні дослідженняпоказують, що тут знаходиться чорна діра, а може, й кілька.

Навколо галактичного диска спостерігається своєрідна корона – сферичне гало. Його складають кульові зоряні скупчення, карликові галактики (Малий і Великий Магелланові хмари та інші), окремі зірки, а також гарячий газ.
У площині диска галактики від його центру до країв простяглися спіральні рукави (Оріона, Персея, Стрільця, Лебедя, Центавра).

На околицях Чумацького Шляху знаходяться, крім зірок, області газу великої щільності та розмірами кілька тисяч світлових років.

Наше Сонце розташоване на відстані 28 тисяч світлових років від центру (дві третини радіусу), на периферії Чумацького Шляху. Площина Сонячної системине збігаються з площиною Галактики, вони лежать під кутом один до одного.

Інтерактивні карти Чумацького шляху онлайн.

Декілька сервісів сьогодні надають можливість детально ознайомитися з безліччю знімків Чумацького шляху. Найкращі з них представлені нижче:

Карта Чумацького шляху 3D. Ця карта високого дозволуз кількома функціями, що складається з 5000 мегапіксельних фотографій. Вона дозволяє змінювати масштаб зображення та його ракурс. Крім того, включає додатковий шар, за допомогою якого можна ознайомитися з картою зоряного неба (побачити сузір’я та їх назви). Карту можна обертати мишкою у будь-якому напрямку прямо на екрані. Щоб перейти на карту, необхідно натиснути на зображення:

Карта 1

Друга карта є інфрачервоним зображенням Чумацького шляху. Понад 800 тисяч кадрів телескопа Спітцера були з’єднані разом, щоб отримати таке точне та красиве зображення. Щоб перейти на карту, необхідно натиснути на зображення:

Карта 2

Наступна карта унікальна тим, що дозволяє побачити найрізноманітніші знімки чумацького шляху. Ви самі можете вибрати вид зображення в лівому нижньому вікні з безлічі представлених варіантів. Щоб перейти на карту, необхідно натиснути на зображення:

Карта 3

Яким є майбутнє нашої Галактики? Чи можливі її зіткнення з іншими галактиками? Поки що вчені не можуть дати точних прогнозів. Вивчення та вирішення цих питань ще попереду.

І насамкінець, дуже красива зйомка Чумацького Шляху з самої високої точкив Іспанії:

Художні фоточумацького шляху

Читайте також:

Прогуляйтесь по самым большим и подробным картам нашей Вселенной из когда-либо созданных

Вселенная огромна, и она становится все больше по мере развития наших технологий.

Ланиакея, наше родное сверхскоплениеГавайский университет, NatureVideo/YouTube

Долгое время считалось, что Земля находится в центре нашей Солнечной системы, поэтому древние астрономы впервые разработали геоцентрическую модель Вселенной. Все, по их мнению, вращалось вокруг нашей бледно-голубой точки.

Конечно, теперь мы знаем, что Земля действительно не находится в эпицентре Вселенной. На самом деле, у Вселенной технически нет центра, поскольку она расширяется. По некоторым данным, само пространство расширяется быстрее скорости света. Из-за этого релятивистского измерения расширения пространства, по некоторым данным, можно наблюдать более 15 миллиардов световых лет в любом направлении от Земли (хотя считается, что Вселенной около 13,8 миллиардов лет). Однако однажды звезды и галактики на самом краю наблюдаемой Вселенной сместятся в красную сторону за пределы нашей возможности наблюдать за ними, лишив возможности понять условия, существовавшие вскоре после возникновения Вселенной.

Конечно, у нас еще много времени, прежде чем это произойдет. До тех пор астрономы составили две самые подробные карты нашей Вселенной на сегодняшний день. Совершите экскурсию по расщелинам Вселенной в видеоролике, выпущенном в 2018 году. Он охватывает 500 миллионов световых лет и показывает более 100 000 галактик.

Картографирование нашего «галактического соседства»

Когда-то было неизвестно, является ли Млечный Путь самостоятельной галактикой или частью сверхскопления — области космоса, битком набитой меньшими галактиками, которые становятся частью большей галактики. сложный. Созданные Гавайским университетом исследования, лежащие в основе этих карт, не только подтвердили, что наша галактика действительно является частью более крупного сверхскопления, которое они назвали Ланиакея (по-гавайски «неизмеримое небо»), но и смогли лучше понять, насколько близко галактики взаимодействуют с нашими.

Чтобы создать эти карты, команда изучила скорости более 8000 ближайших галактик, принимая во внимание среднюю скорость космического расширения. По словам Брента Талли, астронома из Гавайского университета в Гонолулу (и руководителя группы), «все эти отклонения связаны с гравитационным притяжением вокруг них, которое исходит от массы. Мы действительно не можем утверждать, что хорошо понимаем космологию, если не можем объяснить это движение.» 

Исследователи изучили, как быстро наблюдаемые звездные системы движутся относительно Земли, и составили карту звездных скоплений, принадлежащих определенным галактикам. Им также удалось более четко определить границы между галактиками.

Затем, вместо того, чтобы наносить на карту физическое расположение галактик, команда нанесла скорость каждой галактики на график с помощью алгоритма, который создал трехмерное поле, показывающее их плотность и поток. Это дало команде данные о том, как каждая галактика влияет на другие галактики вокруг них. В свою очередь, это дало более четкое представление о ранее неизведанных частях Вселенной. Это также помогло исследователям определить распределение и влияние темной материи в галактиках и физические границы галактик, находящихся в нашем поле зрения.

Команда существенно изменила определение того, что такое сверхскопление и как Млечный Путь связан со всем этим. Млечный Путь находится в области, называемой нашей локальной группой. Андромеда — самая большая галактика в нашей местной группе, за ней следует Млечный Путь и множество более мелких галактик, охватывающих несколько миллионов световых лет в трех измерениях. Близлежащие местные группы аналогичного размера включают группу M81, группу Sculptor и группу Maffei.

Самая популярная

Наша местная группа является частью скопления Девы, которое содержит более тысячи галактик такого же размера и массы, что и Млечный Путь, и теперь космологи считают, что скопление Девы само является частью массивного сверхскопления Ланиакея, который также включает скопление Центавра, Великий Аттрактор, Скопление Норма и многие другие. Это сверхскопление настолько велико, что его размеры составляют 520 миллионов световых лет, а общая масса составляет 100 миллионов миллиардов Солнц.

Составление карты наблюдаемой Вселенной

Для создания точной карты более широкой наблюдаемой Вселенной требуется другой подход. Международный проект, известный как Sloan Digital Sky Survey (SDSS) , направлен на то, чтобы нанести на карту всю Вселенную и все, что в ней, и, как мы надеемся, поможет нам понять темную материю и темную энергию и их влияние на Вселенную. На данный момент он в сотрудничестве со Спектроскопическим обзором барионных колебаний (eBOSS) изучил более двух миллионов галактик, простирающихся от нашей галактики до тех, что находятся на расстоянии около 11 миллиардов световых лет. Они не только создали лучшую трехмерную карту наблюдаемой Вселенной, но и находятся в процессе раскрытия некоторых из величайших загадок космологии, включая событие, известное как «разрыв».

Наше понимание того, как произошло расширение Вселенной, считается довольно полным в отношении древней Вселенной и более поздних периодов, но есть пробел в середине 11 миллиардов лет. Благодаря космическому микроволновому фоновому излучению (CMBR) — реликт ранней Вселенной, который все еще можно обнаружить и измерить сегодня — мы можем заглянуть далеко в прошлое, практически сразу после того, как произошел Большой взрыв, примерно через 300 000 лет после родилась вселенная.

Информация, опубликованная командой eBOSS, в которую входят более 100 астрофизиков со всего мира, представила наиболее точное представление о том, как расширение Вселенной началось и развивалось в течение самого широкого диапазона лет.

Карта SDSS показана в виде радуги цветов и расположена в пределах наблюдаемой вселенной (внешняя сфера, показывающая колебания космического микроволнового фона). Земля находится в центре этой карты. Вставка для каждого участка карты с цветовой кодировкой включает изображение типичной галактики или квазара. Местоположение этих сигналов показывает скорость расширения Вселенной в разное время (Источник изображения: Ананд Райчур (EPFL), Эшли Росс (Университет штата Огайо) и SDSS Collaboration)

Карта показывает, что Вселенная полна пустот и нитей. Мы также можем видеть распределение галактик и их структуры с точностью до одного процента. Согласно пресс-релизу,

«Эта карта представляет собой совместные усилия более чем 20-летнего картирования Вселенной с использованием телескопа Фонда Слоана. Космическая история, раскрытая на этой карте, показывает, что около шести миллиардов лет назад расширение Вселенная начала ускоряться и с тех пор продолжает ускоряться. Это ускоренное расширение, по-видимому, связано с таинственным невидимым компонентом Вселенной, называемым «темной энергией», что согласуется с общей теорией относительности Эйнштейна, но чрезвычайно трудно поддается исследованию. примириться с нашим нынешним пониманием физики элементарных частиц».

«Объединение наблюдений с eBOSS с исследованиями Вселенной в ее младенчестве выявляет трещины в этой картине Вселенной. В частности, измерение текущей скорости расширения Вселенной («Постоянная Хаббла») командой eBOSS составляет около 10 на процент ниже, чем значение, полученное из расстояний до ближайших галактик. Высокая точность данных eBOSS означает, что маловероятно, что это несоответствие является случайным, а богатое разнообразие данных eBOSS дает нам несколько независимых способов сделать один и тот же вывод. .»

Не существует общепринятого объяснения этого несоответствия в скорости расширения, но одна захватывающая возможность заключается в том, что причиной может быть ранее неизвестная форма материи или энергии из ранней Вселенной.

В конечном итоге команда, опубликовавшая более 20 статей со всеми этими невероятными данными, использовала наблюдения как более старых (и более далеких) галактик с красным смещением, так и более новых (ближайших) галактик с голубым смещением, а также квазаров, разбросанных по территории более 11 миллиардов световых лет. пространства и далее, чтобы скомпилировать все. Один из способов представить квазары — это черные дыры на стероидах. Они являются одними из самых ярких объектов в космосе, потому что считаются черными дырами, которые поглощают звезды, тем самым аккрецируя большое количество яркого материала.

Трехмерная карта Вселенной eBOSS

«Комбинируя данные SDSS с дополнительными данными космического микроволнового фона, сверхновых и других программ, мы можем одновременно измерять многие фундаментальные свойства Вселенной», — говорит Ева-Мария Мюллер. из Оксфордского университета, который руководил анализом для интерпретации результатов полной выборки SDSS, в пресс-релизе. геометрическую кривизну Вселенной, обнаружив, что она плоская. Они также позволяют измерять скорость локального расширения с точностью лучше одного процента».

Подобные исследования могут когда-нибудь помочь нам разгадать тайны темной материи и темной энергии, но в своей первоначальной работе команда не делает никаких выводов. Это просто оставляет нас с более интересными открытиями на будущее.

More Stories

инновации
Новая натрий-ионная батарея может ускорить наше стремление к увеличению солнечной энергии

Chris Young| 04. 01.2022

здоровье
Болезнь Альцгеймера диагноз на основании сфабрикованных данных — вот что это значит

Разговор| 24.09.2022

инновации
Советы по работе с Microsoft Excel: 74 простых способа стать гуру электронных таблиц

Christopher McFadden| 30.09.2022

КРУГЛАЯ КАРТА ВСЕЛЕННОЙ ВСЕ ВЕРСИИ

О.У.Л.И. 2022 (английский с аннотациями)

проведите пальцем для других языков/версий ↓↓

Купить Распечатать Купить Плакат Качественная металлическая пластина Футболка

Другие товары на Astrography.com на Fineartamerica

Скачать HD > скачать OULI 2022 (English) Download all УЛИ ВЕРСИЯ

Это инфографическое и художественное изображение наблюдаемой Вселенной было разработано и опубликовано Пабло в 2012 году. Это круговая диаграмма, на которой подробно показаны астрономические объекты разного расстояния и размера благодаря использованию логарифмической шкалы.

Солнечная система расположена в центре и ближе к краям, масштаб постепенно уменьшается, чтобы показать в деталях структуры и удаленные астрономические объекты большого масштаба . В 2016 году эта работа стала вирусной среди любителей астрономии. Он был представлен в нескольких научных музеях и публикациях, в том числе в НАСА в 2018 и 2022 годах, Атлас мира Дюмона, журнал Sciences et Avenir и на выставке Encircling the World в Массачусетском колледже искусства и дизайна. В 2020 году эта работа была использована в качестве лицевой стороны монеты Республики Палау (островное государство в западной части Тихого океана). Музей We The Curious в Бристоле, Великобритания, в настоящее время демонстрирует купол с этим изображением на потолке своей астрономической зоны. Другие музеи, в которых представлены версии этого изображения, включают музей wndr и планетарий Адлера в Чикаго.

Выбрано для интеграции содержимого лунной капсулы времени «Святилище, вечность для человечества» и отправлено на Проксиму Центавра b в активном сообщении SETI британской радиопередачи Fun Kids и сайта SpaceSpeak.

Многие комментарии к этому изображению… Большинство людей говорят, что это око Вселенной смотрит на нас, заставляя нас чувствовать себя маленькими и скромными, или, может быть, заставляя нас чувствовать себя великими и удачливыми. К счастью, у меня есть возможность смотреть на эту космическую красоту. С твердой уверенностью, что во всем этом многообразии мы не можем быть единственными!

Примечание: несколько книг, музыкальных альбомов и синглов имеют это изображение в качестве обложки: Daugter of Time (Erec Stebbins), «Araştırmacı Çocuk» (Турция), альбом Infinite Density группы Cygnus (США), журнал «Muy Interesante» (Испания) , «Oor Big Braw Cosmos» (Джон Браун), «Введение в частицы темной материи» (Стефано Профумо), альбом «Regeneration» Алекса Лупи (Италия), «Uchuu no hat toha nanika?», Нобуюки Иэнака (Япония) , книга «Вселенная: исследование астрономического мира» Phaidon Editors (Великобритания), книга «Les Cosmiques» Дидье Лалума (Франция). Supevoid (Cesar Cabrera), Bassnectar (360º), The Kooks: 10 Tracks To Echo In The Dark на виниле, Deathpact на виниле SPLIT PERSONALITY.

▾ Увеличить и изучить OULI 2022 ниже ▾

OULI 2022 (без текста)

Купить Распечатать Купить Плакат Качественная металлическая пластина Футболка

Другие товары HD Скачать

OULI Print Classic (2018)

Купить Качественный плакат Металлическая пластина Футболка

Другие товары Скачать HD

no borders English OULI print

Наша ГАЛАКТИКА и СОСЕДИ 2022 Аннотировано!

Напольная подушка из акрилового блока для печати постеров

Другие продукты Высококачественная металлическая пластина

ГАЛАКТИКА МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ Аннотировано!

Печатный постер Акриловое одеяло Другие продукты

Солнечная система Аннотировано!

плакат акриловой блокируемый подушка Другие продукты

Другие языки:

Французский (Français) ➢ Отпечатки других продуктов HD скачать

немецкий (Deutsche) ➢ Отпечатки другие продукты HD Dopload

испанский (Español) Скачать

PORTUGUESE (PORTUGUÊS) ➢ Prints Other Products HD Download

RUSSIAN (РУССКИЙ) ➢ Prints Other Products HD Download

ARABIC ➢ Prints Other Products HD Download

CHINESE ➢ Prints Other Products HD Download

3 JANES 90 Скачать

ХИНДИ ➢ Печать Другие продукты HD Скачать

ВСЕ языковые пакеты HD Скачать

OULI Старая версия (2014)

Купить Печать Купить Плакат Качественная металлическая пластина Футболка

Other Products HD Download

No borders Classic Version

Купить Распечатать Купить Футболку с плакатом Other Products

Earth, Moon and the Universe

Купить Футболку с плакатом Чехол для телефона Other Products

6 Solar Система и наша Галактика

Купить Металлическая пластина с принтом Футболка с акриловым блоком Другие товары

ВОСХОД на Земле, Планетах и ​​Кольце Млечного Пути!

Панорамное фото Epic Solar System 360

Купить Плакат

Купить Футболку

Чехлы для телефонов и другие вещи с этим изображением 2020)

Купить Печать Купить Плакат Качественная металлическая пластина

Другие продукты Скачать в формате HD

Версия с вертикальным расположением и другие языки

Объяснение астрономической фауны небесного зоопарка (2021)

Купить Распечатать Купить Плакат Качественная металлическая пластина

Пазл

Другие товары Скачать HD

Небесный зоопарк в POCKET-BOOK (12,99 $) или ФОТО КНИГЕ (20 $)

↓↓1 900рекомендовано

3 ↓03

** (самая последняя версия)

OULI 2022

↓↓

Купить Распечатать

Купить Плакат Качественная металлическая пластина Футболка

Другие продукты

Скачать HD > скачать OULI 2022 (English)

0002 Загрузить все OULI VERSION

* Все продукты и загрузки поставляются в отличном качестве и без водяных знаков.

* Поделитесь этой страницей с другом, используя следующую ссылку:

bit.ly/universemaps

Построение гигантской 2D-карты Вселенной для подготовки к самой большой 3D-карте – Центр новостей

До DESI, the Dark Energy Spectroscopic Instrument может начать свою 5-летнюю миссию с вершины горы в Аризоне, чтобы создать самую большую 3D-карту неба. Исследователям сначала понадобилась еще большая 2D-карта Вселенной.

В 2D-карте, составленной из 200 000 изображений, полученных телескопом, и спутниковых данных за несколько лет, отсутствует информация о расстояниях до галактик, и DESI предоставит ее и другую полезную информацию путем измерения цветовых характеристик и «красного смещения» галактик и квазаров в своем обзоре. . Более красные цвета объектов дают контрольную информацию об их расстоянии от Земли и о том, как быстро они удаляются от нас — и это явление известно как красное смещение.

В конце концов, эта 2D-карта Вселенной является самой большой из когда-либо существовавших, основанной на покрытой площади неба, глубине изображения слабых объектов и более чем 1 миллиарде изображений галактик.

Амбициозные 6-летние усилия по захвату изображений и объединению их воедино для этой 2D-карты, включавшие 1405 ночей наблюдений на трех телескопах на двух континентах и ​​годы данных с космического спутника – модернизированной камеры для получения изображений невероятно слабых и далеких галактик , 150 наблюдателей и 50 других исследователей со всего мира. Для этого также потребовался 1 петабайт данных — достаточно для хранения 1 миллиона фильмов — и 100 миллионов часов процессорного времени в Национальном научно-исследовательском вычислительном центре энергетических исследований (NERSC) лаборатории Беркли.

2D-карта закладывает основу для наблюдений DESI с целью разгадать тайну темной энергии

«Это самая большая карта практически по всем параметрам», — сказал Дэвид Шлегель, участник проекта DESI, руководивший проектом по визуализации, известным как DESI Legacy Imaging Surveys. Шлегель — космолог Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли Министерства энергетики США (Berkeley Lab), которая является ведущим учреждением международного сотрудничества DESI.

Карта покрывает половину неба и в цифровом виде занимает более 10 триллионов пикселей, что эквивалентно мозаике из 833 000 фотографий смартфонов в высоком разрешении. В коллаборации DESI участвуют около 600 ученых из 54 учреждений со всего мира.

Общедоступная для просмотра на legacysurvey.org/viewer карта Sky Viewer включает 2 миллиарда объектов, более половины из которых — галактики, а также множество интерактивных фильтров для выбора из определенных типов объектов или обзоров. Некоторые объекты помечены индивидуально, и зрители могут выбрать отображение созвездий, например, галактик и квазаров, которые будут отображаться с помощью DESI. Квазары — одни из самых ярких объектов во Вселенной, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, испускающие мощные струи материи.

DESI оснащен набором из 5000 поворотных автоматизированных роботов, каждый из которых оснащен тонким оптоволоконным кабелем, который будет направлен на отдельные объекты. Эти кабели будут собирать свет от 35 миллионов галактик и 2,4 миллиона квазаров в течение пяти лет наблюдений DESI.

DESI будет собирать и передавать данные этих измерений в NERSC лаборатории Беркли из Китт-Пик. Исследователи NERSC уже подготовились к поступающим данным, определив, какие задачи обработки данных будут занимать больше всего вычислительного времени, и улучшив код, чтобы ускорить эти задачи на суперкомпьютерах центра текущего и следующего поколения. «В конце концов, мы увеличили производительность обработки в пять-семь раз, что стало большим достижением — больше, чем я ожидал», — сказала Лори Стефи, инженер по анализу данных в NERSC, сыгравшая ключевую роль в этих усилиях.

Основная цель компиляции данных 2D-карты состоит в том, чтобы идентифицировать эти цели галактики и квазара для DESI, который будет измерять их свет, чтобы точно определить их красное смещение и расстояние. Это в конечном итоге предоставит новые подробности о таинственной темной энергии, которая движет ускоряющимся расширением Вселенной.

Натали Паланк-Делабруй, сопредседатель DESI и космолог Французской комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA), отметила, что скорость расширения изменилась, и есть много вопросов, оставшихся без ответа об изменениях этой скорости.

«У нашей вселенной была удивительная история, — объяснила она. «В течение первой половины его жизни его расширение было вызвано в основном содержащейся в нем темной материей». Темная материя — это неизвестная материя, составляющая 85 процентов всей материи во Вселенной и до сих пор наблюдаемая только косвенно благодаря ее гравитационному воздействию на обычную материю.

«Однако за последние 7 миллиардов лет расширение нашей Вселенной постепенно ускорялось под влиянием таинственной темной энергии, — добавила она, — и цель DESI состоит в том, чтобы точно прояснить эту общую картину, раскрыв, какая именно темная энергия является.»

Palanque-Delabrouille принимал участие в работе по выбору объектов для наблюдения DESI на основе данных исследований. Она отметила, что DESI будет собирать свет от галактик на разных расстояниях, включая яркие галактики, находящиеся в пределах 4 миллиардов световых лет от Земли, так называемые красные галактики, которые позволяют нам заглянуть на 8 миллиардов лет назад, очень молодые голубые галактики. или галактики с «эмиссионными линиями», которые уйдут еще на 10 миллиардов лет назад, и, наконец, квазары, настолько яркие, что их можно увидеть на расстоянии до 12 миллиардов световых лет.

«Собрать и обработать эти данные изображений — действительно большое достижение. DESI ничего бы не добилась без таких масштабных съемок», — сказала она.

Программное обеспечение направляет план наблюдения, стандартизирует и сшивает данные изображений

Собрать воедино все изображения обзоров DESI для создания единой карты звездного неба было непростой задачей, объяснил Шлегель. «Одна из целей — получить действительно однородное изображение путем объединения нескольких наблюдений», — сказал он. «Мы начали с рассеянного выстрела. И у камер есть пробелы — они что-то пропускают. Часть проблемы здесь заключалась в том, чтобы спланировать программу наблюдений так, чтобы вы могли заполнить все пробелы — это была огромная логистическая задача. Вы должны убедиться, что он максимально однороден».

В ходе трех съемок, входящих в состав DESI Legacy Imaging Surveys, были получены изображения в трех разных цветах, и в каждой съемке было получено три отдельных изображения одних и тех же участков неба для обеспечения полного охвата. Эти новые наземные данные изображений были также дополнены данными изображений со спутниковой миссии НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), которая собирала космические изображения в четырех диапазонах инфракрасного света.

Для сбора данных Legacy Imaging Surveys Шлегель разработал код, который со временем улучшался, что помогло рассчитать наилучший подход и время для захвата лучших изображений, полностью покрывающих половину неба, с учетом темных часов, погоды, время экспозиции, планетарные и спутниковые траектории, а также яркость и местоположение Луны, среди прочих переменных.

Дастин Лэнг, специалист по визуализации DESI из Института теоретической физики «Периметр» в Канаде, сыграл ключевую роль в стандартизации всех данных изображений, полученных в результате наземных и небесных съемок, и объединении их воедино.

На некоторых изображениях, отметил Лэнг, «небо может быть действительно стабильным и спокойным», в то время как в другую ночь «у нас могут быть легкие облака или просто турбулентная атмосфера, которая вызывает размытие изображений». Его задача: разработать программное обеспечение, которое распознает хорошие данные, не разбавляя их плохими данными. «Мы хотели подумать о том, как выглядят звезды и галактики над атмосферой», — сказал он, и убедиться, что изображения совпадают, даже если они были сделаны в разных условиях.

Ланг создал «Трактор», так называемую модель неба, основанную на выводах, для сравнения с данными о форме и яркости объектов, полученных в результате различных съемок, и для выбора наилучшего соответствия. Tractor в значительной степени использовал ресурсы суперкомпьютера NERSC лаборатории Беркли для обработки данных устаревших исследований изображений и обеспечения их качества и согласованности.

Именно Ланг также осознал потенциальную популярность инструмента просмотра, созданного для данных изображений, который был адаптирован из программного обеспечения для картографирования улиц, и представил его публике как интерактивную карту Sky Viewer.

Инструмент просмотра, отметил он, изначально использовался исследователями DESI для проверки расхождений данных в изображениях опросов. Это «преобразило то, как наша команда взаимодействовала с данными. Внезапно стало намного реальнее, что мы можем просто прокручивать небо и исследовать отдельные проблемы с нашими данными. Он оказался на удивление мощным».

Визуализация данных 3-х обследований закладывает основу для других научных исследований

Арджун Дей, научный сотрудник проекта DESI для лаборатории NOIRLab Национального научного фонда, в которую входит Национальная обсерватория Китт-Пик, где находится DESI, внес основной вклад в два из трех исследований изображений, выступая в качестве ведущего научного сотрудника Mayall z- группа Legacy Survey (MzLS), проведенная в Китт-Пик, и в качестве соведущего ученого вместе со Шлегелем в исследовании Legacy Camera Dark Energy (DECaLS), проведенном на площадке NOIRLab в Чили.

Третий подготовительный обзор DESI, известный как обзор неба Пекин-Аризона или (BASS), был проведен в Китт-Пик при поддержке международного сотрудничества, в том числе Китайской академии наук и Университета Аризоны.

Исследователи из Китая совершили более 90 поездок на Китт-Пик для проведения наблюдений для BASS, которые поддерживались международным сотрудничеством, включая Национальные астрономические обсерватории Китая (NAOC) и Аризонский университет. «Совместная исследовательская группа, состоящая из более чем 40 человек из 11 институтов Китая и США, участвовала в BASS и внесла свой вклад в успех выпуска этих данных», — сказал Ху Цзоу, астрофизик Ключевой лаборатории оптической астрономии в Пекине и соавтор. — ведущий исследователь BASS. «Эта команда также будет играть важную роль в будущем опроса DESI и смежных наук», — добавил он.

Тем временем в обзоре MzLS использовалась перестроенная камера, предназначенная для наблюдения за инфракрасным светом, излучаемым далекими слабыми галактиками. Обзорная камера MzLS, оснащенная четырьмя большими сверхчувствительными светочувствительными датчиками, называемыми ПЗС, давала изображения галактик в 10 раз слабее, чем те, что были получены в предыдущем обзоре. Сам DESI оснащен очень похожими ПЗС, которые позволяют ему улавливать свет от объектов на расстоянии до 12 миллиардов световых лет, и оба набора ПЗС были разработаны в лаборатории Беркли.

Коллективные усилия трех обзоров, по словам Дей, «были одним из самых однородных и глубоких обзоров неба, которые когда-либо проводились. Было очень интересно участвовать».

Все необработанные данные съемок изображений были предоставлены научному сообществу и широкой публике. Этому последнему выпуску данных, известному как выпуск данных 9 или DR9, предшествовали восемь других выпусков данных. Данные уже породили несколько разрозненных исследовательских проектов, в том числе усилия по гражданской науке, в которых используется мудрость толпы.

Дей вместе с Шлегелем является частью исследовательской работы, в которой используется алгоритм машинного обучения для автоматического выявления явлений искривления света, известных как гравитационные линзы, например, в данных съемок DESI.

Аарон Мейснер, исследователь NOIRLab и участник DESI, также участвует в исследовании линз и в гражданском научном проекте под названием «Миры на заднем дворе: Планета 9», который призывает широкую общественность помочь в поиске возможной девятой планеты в нашей Солнечной системе путем изучения космические изображения. Участники уже нашли множество новых коричневых карликов, которые представляют собой маленькие холодные звезды, неспособные поддерживать термоядерный ожог.

Galaxy Zoo, еще один гражданский научный проект, открывает доступ к данным опроса DESI DECaLS для общественности, чтобы получить помощь в классификации галактик.

«Данные изображений представляют собой обширный ресурс, который необходим для выполнения уникальной миссии DESI, предоставляя научному сообществу доступ к экстраординарному набору данных», — сказал директор DESI Майкл Леви, старший научный сотрудник лаборатории Беркли. «Мы с нетерпением ждем возможности использовать эти данные изображений, чтобы получить новые подсказки и раскрыть секреты нашей расширяющейся Вселенной».

NERSC — это объект для пользователей Управления науки Министерства энергетики США.

Подробнее

  • ВИДЕО: «Головокружение от данных для DESI», пресс-конференция Американского астрономического общества, 13 января 2021 г.
  • ВИДЕО: «DESI начинается», 1 июня 2020 г.
  • «Теперь телескоп готов начать поиск ответов о темной энергии», 1 июня 2020 г.

# # #

Это исследование поддерживается директором отдела науки Управления физики высоких энергий Министерства энергетики США, Национальным научно-вычислительным центром энергетических исследований, Центром научных исследований Министерства энергетики США, Отделением Национального научного фонда США. астрономических наук и Китайской академией наук.

Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите страницу Energy.gov/science.

Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, основанная в 1931 году на основе убеждения, что самые сложные научные задачи лучше всего решаются командами, и ее ученые были отмечены 14 Нобелевскими премиями. Сегодня исследователи из лаборатории Беркли разрабатывают устойчивые энергетические и экологические решения, создают новые полезные материалы, расширяют границы вычислительной техники и исследуют тайны жизни, материи и Вселенной. Ученые со всего мира полагаются на оборудование лаборатории для своих собственных научных открытий. Лаборатория Беркли — это многопрофильная национальная лаборатория, управляемая Калифорнийским университетом для Управления науки Министерства энергетики США.

Национальный научный фонд США (NSF) — это независимое федеральное агентство, созданное Конгрессом в 1950 году для содействия прогрессу науки. NSF поддерживает фундаментальные исследования и людей для создания знаний, которые меняют будущее.

Национальная исследовательская лаборатория оптико-инфракрасной астрономии NSF (NOIRLab) — это американский центр наземной оптико-инфракрасной астрономии, управляющий несколькими исследовательскими центрами, включая Национальную обсерваторию Китт-Пик (KPNO) и Межамериканскую обсерваторию Серро-Тололо (CTIO). Лаборатория управляется Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии (AURA) в соответствии с соглашением о сотрудничестве с Отделением астрономических наук NSF.

Китайская академия наук (中国科学院) — национальная академия естественных наук Китайской Народной Республики. Он имеет историческое происхождение в Academia Sinica в республиканскую эпоху и ранее также был известен под этим названием. CAS — крупнейшая в мире исследовательская организация, насчитывающая около 60 000 исследователей, работающих в 114 институтах, и неизменно входит в число ведущих исследовательских организаций мира.

 Национальные астрономические обсерватории Китайской академии наук (НАОК), основанные в 1958 году и стремящиеся быть в авангарде астрономической науки, проводят передовые астрономические исследования, управляют крупными национальными объектами и разрабатывают самые современные технологические инновации.