Gli scienziati del JPL della NASA, insieme a ricercatori di altre università, hanno contribuito a simulare il modo in cui osserveranno il nostro Universo due futuri, grandi telescopi: il telescopio spaziale Nancy Grace Roman, il cui lancio è previsto per maggio 2027, e l’Osservatorio Vera C. Rubin, che inizierà le osservazioni nel 2025.
Utilizzando i supercomputer dell’Argonne National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, i ricercatori hanno creato quasi 4 milioni di immagini simulate che raffigurano il cosmo. In circa 9 giorni, hanno realizzato qualcosa che su un laptop avrebbe richiesto circa 300 anni.
Questa campagna di simulazione fa parte di un progetto più ampio, chiamato OpenUniverse. Il team sta ora rilasciando un sottoinsieme di 10 terabyte di questi dati, mentre i restanti 390 terabyte seguiranno questo autunno una volta elaborati.
L’Universo che vedranno Roman e Rubin
Per la prima volta, OpenUniverse ha preso in considerazione le prestazioni degli strumenti dei telescopi. In questo modo, ha prodotto l’anteprima più accurata finora del cosmo come lo vedranno Roman e Rubin una volta che inizieranno a osservare, mostrando agli scienziati il tipo di cose che i due telescopi saranno in grado di esplorare.
Roman e Rubin indagheranno entrambi sull’energia oscura, ritenuta la responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’Universo. Simulazioni altamente precise e accurate come OpenUniverse permettono agli scienziati di comprendere le firme che ogni strumento imprime sulle immagini, e di affinare fin d’ora i metodi di elaborazione dei dati, in modo che possano analizzare velocemente e correttamente i dati futuri.
Jim Chiang, scienziato dello SLAC National Accelerator Laboratory che ha contribuito a creare le simulazioni, ha spiegato:
OpenUniverse ci consente di calibrare le nostre aspettative su ciò che possiamo scoprire con questi telescopi. Ci dà la possibilità di esercitare le nostre pipeline di elaborazione, comprendere meglio i nostri codici di analisi. E interpretare accuratamente i risultati, in modo da poterci preparare a utilizzare subito i dati reali non appena inizieranno ad arrivare.
Unire osservazioni e simulazioni
Le simulazioni di Roman e Rubin coprono la stessa zona di cielo, per un totale di circa 0.08 gradi quadrati, che per confronto equivalgono all’incirca a un terzo dell’area di cielo coperta dalla Luna piena. La simulazione completa, che sarà rilasciata entro la fine dell’anno, coprirà 70 gradi quadrati, circa l’area di cielo coperta da 350 Lune piene.
Ogni singolo punto luminoso nelle immagini corrisponde a una galassia vicina o lontana, a parte le macchie con i segni della diffrazione che sono invece stelle di campo appartenenti alla nostra Via Lattea.
Il confronto e la sovrapposizione tra le simulazioni dei due diversi telescopi sta consentendo e consentirà agli scienziati di imparare a utilizzare gli aspetti migliori di ciascuno di essi: la vista più ampia di Rubin, e quella più nitida e profonda di Roman. Il lavoro combinato, infatti, produrrà infatti vincoli migliori di quelli che i ricercatori potrebbero ottenere da entrambi gli osservatori da soli.
L’idea degli scienziati, inoltre, è quella di utilizzare a loro volta i futuri risultati delle osservazioni per rendere le simulazioni ancora più accurate, così da fornire una visione sempre più approfondita dell’evoluzione dell’Universo nel tempo. E da comprendere meglio la cosmologia che lo ha modellato.
Una partnership con l’IRSA (Infrared Science Archive) di Caltech/IPAC rende i dati simulati accessibili da ora qui, così quando i ricercatori accederanno ai dati reali in futuro, saranno già abituati alle risposte degli strumenti.
