Bản đồ Vũ trụ 2D lớn nhất từ trước đến nay: 5,6 nghìn tỷ pixel và 4 tỷ thiên thể

Quy mô của bản đồ

Đây không chỉ đơn thuần là một bức ảnh đẹp; mà là một bộ dữ liệu khoa học khổng lồ. Bản đồ bao phủ khoảng ba phần tư bầu trời, mang đến một góc nhìn sâu và rõ ràng về vũ trụ ngoài thiên hà, vượt qua lớp bụi và các ngôi sao của chính Dải Ngân Hà . Nó chứa khoảng 4 tỷ vật thể, từ các ngôi sao trong vùng lân cận của Hệ Mặt Trời cho đến các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng .

Quá trình xây dựng

Việc tạo ra bản đồ này là một nỗ lực to lớn kéo dài hơn một thập kỷ:

• 13 năm quan sát: Dữ liệu được thu thập trong 2.285 đêm, với tổng số 263.407 lần phơi sáng riêng lẻ .
• Ba cuộc khảo sát mặt đất: Bản đồ kết hợp dữ liệu từ Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS), Mayall z-band Legacy Survey (MzLS) và Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) .
• Dữ liệu bổ sung: Các quan sát từ vệ tinh WISE của NASA và các nguồn công cộng khác được tích hợp để lấp đầy các khoảng trống về bước sóng .
• Đội ngũ hùng hậu: Hơn 160 nhà khoa học đã đóng góp vào việc thu thập dữ liệu, với một nhóm nòng cốt gồm 20 người tạo ra bộ dữ liệu cuối cùng .
• Sức mạnh siêu máy tính: Việc ghép các hình ảnh lại với nhau đòi hỏi khoảng một năm phát triển mã và tám tuần xử lý trên siêu máy tính Perlmutter tại Trung tâm Khoa học Máy tính Năng lượng Quốc gia (NERSC) thuộc Phòng thí nghiệm Berkeley .

Các mục đích khoa học chính

Bản đồ 2D không chỉ là một hình ảnh tĩnh; nó là nền tảng cho một số dự án đầy tham vọng nhất trong thiên văn học hiện đại.

1. Nền tảng cho khảo sát 3D DESI
Bản đồ đóng vai trò là lớp chọn mục tiêu cho Dụng cụ Quang phổ Năng lượng Tối (DESI). DESI sử dụng bản đồ 2D này để chọn hàng triệu thiên hà và đo khoảng cách của chúng, từ đó xây dựng bản đồ 3D có độ phân giải cao nhất từ trước đến nay của vũ trụ . Mục tiêu của bản đồ 3D này là giúp các nhà khoa học hiểu rõ bản chất của năng lượng tối – thế lực bí ẩn đang thúc đẩy vũ trụ giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh .

2. Nghiên cứu Vật chất tối và Năng lượng tối
Bằng cách cung cấp một cái nhìn toàn diện về sự phân bố của các thiên hà và vật chất trên bầu trời, bản đồ cho phép các nhà khoa học nghiên cứu cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ. Điều này rất quan trọng để lập bản đồ vật chất tối và theo dõi cách năng lượng tối ảnh hưởng đến sự giãn nở của vũ trụ theo thời gian .

3. Phát hiện các hiện tượng hiếm gặp
Khối lượng dữ liệu khổng lồ là một công cụ mạnh mẽ để phát hiện các vật thể hiếm và biến đổi. Các nhà thiên văn đã bắt đầu sử dụng nó để tìm kiếm thấu kính hấp dẫn, siêu tân tinh, tiểu hành tinh và các hiện tượng thiên văn bất thường khác .

4. Tài liệu tham khảo cho các đài quan sát thế hệ mới
Bản đồ sẽ đóng vai trò là cơ sở quan trọng để so sánh dữ liệu từ các đài quan sát sắp tới, bao gồm Đài quan sát Vera C. Rubin và Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman của NASA . Đây là một bức ảnh chụp lịch sử toàn cảnh sâu rộng để so sánh với các quan sát trong tương lai.

5. Đào tạo AI
Bộ dữ liệu khổng lồ – với hàng tỷ vật thể đã được phân loại – là tài liệu lý tưởng để huấn luyện các công cụ trí tuệ nhân tạo trong việc tự động phân tích khối lượng dữ liệu thiên văn ở cấp độ petabyte .

Di sản lâu dài

Cộng đồng khoa học đã nhanh chóng sử dụng dữ liệu từ DESI Legacy Surveys. Cho đến nay, đã có hơn 1.800 bài báo khoa học được công bố dựa trên các phiên bản dữ liệu trước đó . Các nhà nghiên cứu kỳ vọng rằng bản đồ 2D toàn diện mới này sẽ là hình ảnh tiêu chuẩn của vũ trụ ở hai chiều trong nhiều năm tới .