Взгляните на самую большую и подробную 3D-карту Вселенной из когда-либо созданных

Спектроскопический прибор для изучения темной энергии (DESI), направленный в небо из телескопа Николаса У. Мэйолла в Национальной обсерватории Китт Пик в Аризоне, должен составить карту расширения пространства, исследовать темную энергию и создать самую подробную трехмерную карту Вселенной, которая когда-либо была составлена.

Прошло всего семь месяцев работы DESI, а у нас уже есть рекордная, поражающая воображение трехмерная картина окружающей нас галактики, доказывающая возможности DESI и его потенциал для картирования космоса.

DESI уже каталогизировал и нанес на карту более 7,5 миллионов галактик, и каждый месяц добавляется более миллиона новых. Предполагается, что к моменту полного завершения сканирования в 2026 году на карту будет нанесено более 35 миллионов галактик, что обеспечит астрономов огромной библиотекой данных для работы.

"В этом есть много прекрасного", - говорит астрофизик Жюльен Ги из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли в Калифорнии.

"В распределении галактик на 3D-карте есть огромные скопления, нити и пустоты. Это самые большие структуры во Вселенной. Но внутри них можно обнаружить отпечаток самой ранней Вселенной и историю ее расширения с тех пор".

DESI состоит из 5 000 оптических волокон, каждое из которых индивидуально контролируется и позиционируется своим крошечным роботом. Эти волокна должны быть расположены с точностью до 10 микрон, что меньше толщины человеческого волоса, и они улавливают мельчайшие отблески света, проникающие на Землю из космоса.

Через эту оптоволоконную сеть прибор делает снимки цветового спектра миллионов галактик, охватывая более трети всего неба, а затем рассчитывает, насколько сильно свет был сдвинут в красную сторону - то есть, насколько он сдвинулся в красную часть спектра из-за расширения Вселенной.

Поскольку свету может потребоваться до нескольких миллиардов лет, чтобы достичь Земли, можно использовать данные о красном смещении, чтобы увидеть глубину Вселенной: чем больше красное смещение, тем дальше что-то находится. Более того, структуры, отображенные с помощью DESI, можно проанализировать, чтобы увидеть начальное образование, с которого они начались.

Главная цель DESI - узнать больше о темной энергии, которая, как считается, составляет 70 процентов Вселенной и ускоряет ее расширение. Эта темная энергия может побудить галактики к бесконечному расширению, вызвать их обратный коллапс или что-то среднее - и космологи стремятся сузить круг возможных вариантов.

"[DESI] поможет нам в поисках подсказок о природе темной энергии", - сказал BBC Карлос Френк, космолог из Даремского университета в Великобритании.

"Мы также узнаем больше о темной материи и роли, которую она играет в том, как формируются галактики, подобные Млечному Пути, и как эволюционирует Вселенная".

Уже выпущенная 3D-карта показывает, что ученым не нужно ждать окончания работы DESI, чтобы начать извлекать пользу из его глубокого взгляда в космос. Другие исследования, проводимые с помощью DESI, направлены на изучение того, есть ли у небольших галактик собственные черные дыры, как у больших галактик.

Лучший способ обнаружить черную дыру - это определить, какой газ, пыль и другие материалы втягиваются в нее, но в небольших галактиках это не так просто увидеть - в этом должны помочь высокоточные спектральные данные, собранные DESI.

Кроме того, изучаются квазары - особенно яркие галактики, питаемые сверхмассивными черными дырами, которые служат указателями на миллиарды лет космической истории. DESI будет использоваться для проверки гипотезы о квазарах: вначале они окружены оболочкой из пыли, которая со временем разгоняется.

Считается, что количество пыли вокруг квазара влияет на цвет излучаемого им света, что делает его идеальной работой для DESI. К моменту завершения исследования прибор сможет собрать информацию о примерно 2,4 миллионах квазаров.

"DESI действительно хорош, потому что он улавливает гораздо более слабые и гораздо более красные объекты", - говорит астроном Виктория Фосетт из Даремского университета.

"Мы находим довольно много экзотических систем, включая большие выборки редких объектов, которые мы просто не могли изучить в деталях раньше".