Elkészült az eddigi legnagyobb virtuális univerzum

A nemzetközi Euclid konzorcium elkészítette az eddigi legnagyobb virtuális univerzumot – számol be az MTI a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont közleményére hivatkozva. A felhasznált adatokat az Európai Űrügynökség (ESA) 2023-ban indult Euclid űrszonda adatait használták fel. A 3,4 milliárd galaxist tartalmazó szimuláció kulcsfontosságú eszköz a világegyetem nagyléptékű szerkezetének feltérképezésében, valamint a sötét anyag és a sötét energia természetének kutatásában.

A katalógus minden egyes galaxisról több mint 400 tulajdonságot rögzít, és alapul szolgál az univerzum eddigi legnagyobb, háromdimenziós térképének elkészítéséhez.

Az Euclid 2023 júniusában indult útnak, hogy hat év alatt az égbolt egyharmadát feltérképezve megalkossa a világegyetem eddigi legnagyobb kozmikus térképét. Ennek a korábbiaknál részletgazdagabb és kiterjedtebb galaxistérképnek a modellezéséhez készült el ez a szintetikus adatbázis, az úgynevezett Flagship szimuláció, amely több mint 10 milliárd fényévre lévő galaxisok képét is tartalmazza.

A kutatók szerint az univerzum ilyen jellegű szimulációs előállítása kulcsfontosságú a Euclid megfigyeléseinek értelmezéséhez. Segítségével vizsgálható a galaxisok kozmikus hálózata, tesztelhető a standard kozmológiai modell, és mélyebben megérthető a sötét energia és a sötét anyag természete.

A katalógust nemzetközi kutatócsoport fejlesztette, az Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) és a Port d’Informació Científica (PIC) vezetésével, és a CosmoHub platformon érhető el. A csapat a Zürichi Egyetem által létrehozott számítógépes modelleket használta, amelyek 4 billió részecske kölcsönös gravitációs kölcsönhatásait szimulálták. Ezekből 16 milliárd gravitációsan kötött objektumot (úgynevezett halót) azonosítottak, ezeket pedig benépesítették azokkal a galaxisokkal, amelyeket a Euclid várhatóan látni fog, a paramétereket a jelenlegi megfigyelésekhez igazítva.

A katalógus összesen 3,4 milliárd galaxist és több mint 400 modellezett galaxistulajdonságot tartalmaz, például fényességet, pozíciót, sebességet és alakot. A szimuláció ennek köszönhetően rendkívüli pontossággal modellezi az univerzum nagyléptékű szerkezetét, a galaxisokat és galaxishalmazokat a kozmikus hálóban, illetve a köztük lévő hatalmas, szinte teljesen üres régiókat, az úgynevezett voidokat is.

Magyar részvétel

A kutatásban részt vett Kovács András, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont MTA Lendület csoportvezetője is, aki a szakterületének számító kozmikus voidok és a gravitációs lencsehatás térképek tesztelésében működött közre. „A Flagship szimulált univerzumát ugyanazokkal a statisztikai módszerekkel vizsgáljuk, mint a valódit, modellezve az adatok tökéletlenségeit is. Így kipróbálhatjuk, mennyire pontosan tudjuk majd feltérképezni a kozmikus hálót, ami kulcsfontosságú ahhoz, hogy a Euclid valódi adataiból a lehető legtöbbet hozzuk ki” – nyilatkozta a szakember.

A kutató szerint egy ilyen adatbázis létrehozása egyszerre jelentett tudományos és technikai kihívást. Új számítási és statisztikai módszereket kellett kifejleszteni, valamint beépíteni a galaxisok kialakulásáról és fejlődéséről szóló legfrissebb ismereteket, összekapcsolva mindezt a világegyetem sötét komponenseivel.

„A Flagship katalógus legfőbb értéke a galaxisokhoz rendelt részletes tulajdonságok széles köre. Ellenőriztük, hogy ezek közül sok hasonlít a valós megfigyelési adatokra, de most kezdjük csak feltérképezni, milyen jó előrejelzéseket tudunk adni a jövőbeli felmérésekre” – mondta Pablo Fosalbat (ICE-CSIC, IEEC).