science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een nieuw licht schijnen op donkere energie

Elliptische sterrenstelsels worden over het algemeen gekenmerkt door hun relatief gladde uiterlijk in vergelijking met spiraalstelsels (waarvan één aan de linkerkant) die een meer vlokkige structuur hebben, verweven met stofbanen en spiraalarmen. NGC 474 bevindt zich op een afstand van ongeveer 100 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen. Deze afbeelding toont ongewone structuren rond NGC 474 die worden gekenmerkt als getijdenstaarten en schelpachtige structuren die bestaan ​​uit honderden miljoenen sterren. Deze kenmerken zijn het gevolg van recente fusies (in de afgelopen miljard jaar) of nauwe interacties met kleinere invallende dwergstelsels. Deze afbeelding is een fragment uit de Dark Energy Survey die een enorme, openbare verzameling van astronomische gegevens en gekalibreerde afbeeldingen van zes jaar werk. The Dark Energy Survey is een wereldwijde samenwerking met Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), Nationaal Centrum voor Supercomputing-toepassingen (NCSA), en NSF's NOIRLab. De opname is gemaakt met de Dark Energy Camera van de Víctor M. Blanco 4-meter telescoop. De kwaliteit van het onderzoek kan worden beoordeeld door een duik te nemen in de zoombare versie van dit bredere fragment met een achtergrondtapijt van duizenden verre sterrenstelsels. Credits:DES/CTIO/NOIRLab/NSF/DOE/AURAErkenning:Beeldverwerking:DES, Jen Miller (Gemini Observatorium/NSF's NOIRLab), Travis Rector (Universiteit van Alaska Anchorage), Mahdi Zamani &Davide de Martin

The Dark Energy Survey heeft een enorme, openbare verzameling van astronomische gegevens en gekalibreerde afbeeldingen van zes jaar werk. Met gegevens over bijna 700 miljoen astronomische objecten, deze tweede gegevenspublicatie in de zevenjarige geschiedenis van de Survey is het onderwerp van sessies vandaag en morgen tijdens de 237e bijeenkomst van de American Astronomical Society.

DR2 is de tweede release van afbeeldingen en objectcatalogi van de Dark Energy Survey (DES). Het is het hoogtepunt van meer dan een half decennium van astronomische gegevensverzameling en -analyse, met als uiteindelijk doel het begrijpen van de versnellende expansiesnelheid van het universum en het fenomeen van donkere energie waarvan wordt gedacht dat het verantwoordelijk is voor de expansie. The Dark Energy Survey is een wereldwijde samenwerking met Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), Nationaal Centrum voor Supercomputing-toepassingen (NCSA), en NSF's NOIRLab.

Inclusief een catalogus van bijna 700 miljoen astronomische objecten, DR2 bouwt voort op de 400 miljoen objecten die zijn gecatalogiseerd met de vorige gegevensrelease van het onderzoek (DR1), en verbetert het ook door kalibratietechnieken te verfijnen, die, met de diepere gecombineerde beelden van DR2, leidt tot betere schattingen van de hoeveelheid en verdeling van materie in het heelal. Het is een van de grootste astronomische catalogi die tot nu toe zijn uitgebracht.

Astronomische onderzoekers over de hele wereld hebben toegang tot deze ongekende gegevens en kunnen ze ontginnen om nieuwe ontdekkingen over het universum te doen, complementair aan de studies die worden uitgevoerd door de samenwerking Dark Energy Survey. De volledige gegevensrelease is hier te vinden en is beschikbaar voor wetenschappers en het publiek om te verkennen.

Een vroeg resultaat betreft de constructie van een catalogus van pulserende RR Lyrae-sterren, die wetenschappers vertellen over het gebied van de ruimte buiten de rand van onze Melkweg. In dit bijna sterrenloze gebied, de beweging van de RR Lyrae-sterren duidt op de aanwezigheid van een enorme halo van onzichtbare donkere materie, die aanwijzingen kunnen geven over hoe onze melkweg de afgelopen 12 miljard jaar is geëvolueerd. In een ander resultaat, DES-wetenschappers gebruikten de uitgebreide DR2-melkwegcatalogus, samen met gegevens van het LIGO-zwaartekrachtgolfexperiment, om de locatie van een samensmelting van een zwart gat te schatten en, onafhankelijk van andere technieken, de waarde van de Hubble-constante afleiden, een belangrijke kosmologische parameter. Door hun gegevens te combineren met andere enquêtes, DES-wetenschappers hebben ook een gedetailleerde kaart kunnen maken van de dwergsatellieten van de Melkweg, waardoor onderzoekers inzicht krijgen in hoe ons eigen sterrenstelsel is samengesteld en hoe het zich verhoudt tot de voorspellingen van kosmologen.

De gedetailleerde precisie-kosmologiebeperkingen op basis van de volledige zesjarige DES-gegevensset zullen in de komende twee jaar uitkomen.

De Dark Energy Camera (DECam) is gemonteerd op de Víctor M. Blanco 4-metertelescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in het noorden van centraal Chili. De bouw van de telescoop begon in 1969 met het gieten van de primaire spiegel. De assemblage op de Cerro Tololo-bergtop werd voltooid in 1974. Na voltooiing van de bouw was het de op twee na grootste telescoop ter wereld, achter de 200" Hale-telescoop van het Palomar Observatory in Californië en de BTA-6 in Zuid-Rusland, en de grootste op het zuidelijk halfrond (een titel die het 22 jaar had). Later genoemd in 1995 ter ere van Víctor M. Blanco, Puerto Ricaanse astronoom en voormalig directeur van CTIO. Krediet:DOE/LBNL/DECam/R. Hahn/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

DES is bedacht om honderden miljoenen sterrenstelsels in kaart te brengen en om de grootte van het uitdijende heelal in kaart te brengen terwijl het versnelt onder invloed van donkere energie. DES heeft tot nu toe de grootste en meest nauwkeurige donkere-materiekaart gemaakt van zwakke lenzen van sterrenstelsels.

Die 5000 vierkante graden van de zuidelijke hemel beslaat, de onderzoeksgegevens maken veel andere onderzoeken mogelijk naast die gericht op donkere energie, die een groot aantal kosmische afstanden bestrijken - van het ontdekken van nieuwe objecten in het nabije zonnestelsel tot het onderzoeken van de aard van de eerste stervormende sterrenstelsels in het vroege heelal.

"Dit is een gedenkwaardige mijlpaal. Zes jaar lang de Dark Energy Survey-samenwerking nam foto's van verre hemellichamen aan de nachtelijke hemel. Nutsvoorzieningen, na zorgvuldige controle van de kwaliteit en kalibratie van de beelden vastgelegd door de Dark Energy Camera, we geven deze tweede reeks gegevens vrij aan het publiek, "Zei DES-directeur Rich Kron van Fermilab en de Universiteit van Chicago. "We nodigen zowel professionele als amateurwetenschappers uit om te graven in wat wij beschouwen als een rijke schat aan edelstenen die wachten om ontdekt te worden."

Het primaire hulpmiddel dat wordt gebruikt om deze afbeeldingen te verzamelen, de donkere energiecamera (DECam), is gemonteerd op de door de National Science Foundation gefinancierde Víctor M. Blanco 4-metertelescoop, onderdeel van het Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in de Chileense Andes, een programma van NSF's NOIRLab. Elke week van 2013 tot 2019, DECam verzamelde duizenden beelden van de zuidelijke hemel, het ontsluiten van een schat aan potentiële kosmologische inzichten.

Eenmaal gevangen, deze beelden (en de grote hoeveelheid data eromheen) zijn via het project DES Data Management (DESDM) ter verwerking aan de NCSA overgedragen. Met behulp van de Blue Waters-supercomputer bij NCSA, het Illinois Campus-cluster, en computersystemen bij Fermilab, De NCSA maakt gekalibreerde dataproducten voor onderzoek en publieke consumptie. Het duurde ongeveer vier maanden om de gegevens van een jaar te verwerken tot een doorzoekbaar, bruikbare catalogus. De DES DR2 wordt gehost in het Community Science and Data Center (CSDC), een programma van NSF's NOIRLab. CSDC levert softwaresystemen, gebruikersdiensten, en ontwikkelingsinitiatieven om de wetenschappelijke missies van de NOIRLab-telescopen te verbinden en te ondersteunen, waaronder de Blanco Telescope bij CTIO.

"Omdat astronomische datasets tegenwoordig zo groot zijn, de kosten om ze te behandelen zijn onbetaalbaar voor individuele onderzoekers of de meeste organisaties, " zei Robert Nikutta, Projectwetenschapper voor Astro Data Lab bij CSDC. "CSDC biedt open toegang tot grote astronomische datasets zoals DES DR2, en de nodige tools om ze te verkennen en te exploiteren - dan is er alleen iemand uit de gemeenschap met een slim idee nodig om nieuwe en opwindende wetenschap te ontdekken."