Et nyt lys skinner på mørk energi

Dark Energy Survey har udgivet en massiv, offentlig indsamling af astronomiske data og kalibrerede billeder fra seks års arbejde. Indeholder data om næsten 700 millioner astronomiske objekter, denne anden datafrigivelse i undersøgelsens syvårige historie er emnet for sessioner i dag og i morgen på det 237. møde i American Astronomical Society.

DR2 er den anden udgivelse af billeder og objektkataloger fra Dark Energy Survey (DES). Det er kulminationen på over et halvt årti med astronomisk dataindsamling og analyse, med det ultimative mål at forstå universets accelererende udvidelseshastighed og fænomenet mørk energi, der menes at være ansvarlig for udvidelsen. Dark Energy Survey er et globalt samarbejde, der omfatter Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), National Center for Supercomputing Applications (NCSA), og NSF's NOIRLab.

Herunder et katalog med næsten 700 millioner astronomiske objekter, DR2 bygger på de 400 millioner objekter, der er katalogiseret med undersøgelsens tidligere dataudgivelse (DR1), og forbedrer det også ved at forfine kalibreringsteknikker, hvilken, med de dybere kombinerede billeder fra DR2, fører til forbedrede skøn over mængden og fordelingen af ​​stof i universet. Det er et af de største astronomiske kataloger udgivet til dato.

Astronomiske forskere over hele verden kan få adgang til disse hidtil usete data og mine dem for at gøre nye opdagelser om universet, som supplement til de undersøgelser, der udføres af Dark Energy Survey-samarbejdet. Den fulde dataudgivelse kan tilgås her og er tilgængelig for forskere og offentligheden at udforske.

Et tidligt resultat relaterer sig til konstruktionen af ​​et katalog over RR Lyrae pulserende stjerner, som fortæller videnskabsmænd om området i rummet ud over kanten af ​​vores Mælkevej. I dette område, der næsten er blottet for stjerner, RR Lyrae-stjernernes bevægelse antyder tilstedeværelsen af ​​en enorm glorie af usynligt mørkt stof, som kan give fingerpeg om, hvordan vores galakse har udviklet sig i løbet af de sidste 12 milliarder år. I et andet resultat, DES-forskere brugte det omfattende DR2-galaksekatalog, sammen med data fra LIGO gravitationsbølgeeksperimentet, at estimere placeringen af ​​en sort hul-fusion og, uafhængig af andre teknikker, udlede værdien af ​​Hubble-konstanten, en vigtig kosmologisk parameter. Ved at kombinere deres data med andre undersøgelser, DES-forskere har også været i stand til at generere et detaljeret kort over Mælkevejens dværgsatellitter, giver forskerne indsigt i, hvordan vores egen galakse blev samlet, og hvordan den kan sammenlignes med kosmologers forudsigelser.

De detaljerede præcisionskosmologiske begrænsninger baseret på det fulde seksårige DES-datasæt vil komme ud i løbet af de næste to år.

DES blev udtænkt til at kortlægge hundreder af millioner af galakser og kortlægge størrelsen af ​​det ekspanderende univers, når det accelererer under indflydelse af mørk energi. DES har produceret det største og mest nøjagtige kort over mørkt stof fra galakse svag linse til dato.

Dækker 5000 kvadratgrader af den sydlige himmel, undersøgelsesdataene muliggør mange andre undersøgelser ud over dem, der er rettet mod mørk energi, dækker en bred vifte af kosmiske afstande – fra opdagelse af nye nærliggende solsystemobjekter til at undersøge arten af ​​de første stjernedannende galakser i det tidlige univers.

"Dette er en betydningsfuld milepæl. I seks år, Dark Energy Survey-samarbejdet tog billeder af fjerne himmellegemer på nattehimlen. Nu, efter omhyggeligt at kontrollere kvaliteten og kalibreringen af ​​billederne taget med Dark Energy Camera, vi frigiver denne anden batch af data til offentligheden, " sagde DES-direktør Rich Kron fra Fermilab og University of Chicago. "Vi inviterer både professionelle og amatørforskere til at grave i, hvad vi betragter som en rig mine af ædelstene, der venter på at blive opdaget."

Det primære værktøj, der bruges til at indsamle disse billeder, Dark Energy Camera (DECam), er monteret på det National Science Foundation-finansierede Víctor M. Blanco 4-meter teleskop, del af Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) i de chilenske Andesbjerge, et program fra NSF's NOIRLab. Hver uge fra 2013 til 2019, DECam indsamlede tusindvis af billeder af den sydlige himmel, frigøre en skare af potentielle kosmologiske indsigter.

Når først fanget, disse billeder (og den store mængde data omkring dem) blev overført til NCSA til behandling via DES Data Management (DESDM) projektet. Ved at bruge Blue Waters supercomputer på NCSA, Illinois Campus Cluster, og beregningssystemer hos Fermilab, NCSA udarbejder kalibrerede dataprodukter til forskning og offentligt forbrug. Det tog cirka fire måneder at behandle et års data til en søgbar, brugbart katalog. DES DR2 er vært på Community Science and Data Center (CSDC), et program fra NSF's NOIRLab. CSDC leverer softwaresystemer, brugertjenester, og udviklingsinitiativer til at forbinde og støtte de videnskabelige missioner af NOIRLabs teleskoper, herunder Blanco-teleskopet på CTIO.

"Fordi astronomiske datasæt i dag er så enorme, omkostningerne ved at håndtere dem er uoverkommelige for individuelle forskere eller de fleste organisationer, " sagde Robert Nikutta, Projektforsker for Astro Data Lab ved CSDC. "CSDC giver åben adgang til store astronomiske datasæt som DES DR2, og de nødvendige værktøjer til at udforske og udnytte dem - så er det eneste, der skal til, en fra fællesskabet med en smart idé til at opdage ny og spændende videnskab."