Миллионы новых галактик на смоделированных изображениях, полученных космическим телескопом НАСА «Нэнси Грейс Роман»

Моделирование поможет ученым спланировать наилучшие стратегии последующих наблюдений, протестировать различные способы сбора огромных объемов данных этого проекта и изучить то, что мы можем извлечь из тандемных наблюдений с другими телескопами.

Команда извлекла данные из макета вселенной, первоначально разработанного для поддержки научного планирования в обсерватории Веры Рубин, которая расположена в Чили и должна начать полноценную работу в 2024 году. Поскольку в симуляциях Roman и Rubin используется один и тот же источник, астрономы могут сравнить их и понять, что можно ожидать от совместных наблюдений телескопов, когда они оба будут активно сканировать Вселенную.

Космическое строительство

Высокоширотная широкозонная съемка Roman будет включать в себя как визуализацию – основное направление нового моделирования, так и спектроскопию в одной и той же огромной области Вселенной. Спектроскопия предполагает измерение интенсивности света от космических объектов на разных длинах волн, а съемка Roman позволит выявить точное положение и форму сотен миллионов слабых галактик, которые будут использованы для составления карты темной материи. Хотя эта загадочная субстанция невидима, астрономы могут определить ее присутствие, наблюдая за ее влиянием на обычную материю.

Всё, что имеет массу, деформирует ткань пространства-времени. Чем больше масса, тем сильнее искривление. Это создает эффект, называемый гравитационным линзированием, когда свет от удаленного источника искажается при прохождении мимо других объектов. Если объектами линзирования являются массивные галактики или скопления галактик, фоновые источники могут быть размыты или выглядеть как несколько изображений.

Менее массивные объекты могут создавать более тонкие эффекты, называемые слабым линзированием. Roman достаточно чувствителен, чтобы использовать слабое линзирование для того, чтобы увидеть, как скопления темной материи искажают внешний вид далеких галактик. Наблюдая эти эффекты линзирования, ученые смогут восполнить больше пробелов в нашем понимании темной материи.

Синтетический обзор Roman охватывает 20 квадратных градусов неба, что примерно эквивалентно 95 полным лунам. Фактический обзор будет в 100 раз больше и откроет более миллиарда галактик. Rubin просканирует еще большую площадь – 18 000 квадратных градусов, почти половину всего неба, но с меньшим разрешением, поскольку ему придется проникать сквозь турбулентную атмосферу Земли.