Nowe oprogramowanie analityczne może doprowadzić do Wielkiego Wybuchu w europejskiej astrofizyce
Astronomowie naprawdę odbywają kosmiczne podróże w czasie; odległe galaktyki są położone tak daleko od Ziemi, że czas jakiego potrzebuje światło, aby dotrzeć do naszej planety liczony jest w miliardach lat. Odkrycie tych układów gwiezdnych oznacza, że możemy patrzeć na wszechświat taki, jakim był blisko Wielkiego Wybuchu. Jednakże chociaż te tak zwane "głębokie" obrazy są niezbędne do zrozumienia początku i ewolucji wszechświata, uzyskanie jasnych i wyraźnych obrazów tych odległych obiektów często było prawdziwym wyzwaniem. Okno w przeszłość „Te galaktyki są położone tak daleko, że astrofizycy często musieli korzystać z wielu teleskopów”, mówi koordynator projektu ASTRODEEP, prof. Adriano Fontana z obserwatorium astronomicznego INAF Osservatorio Astronomico di Roma we Włoszech. „Dane uzyskane przy pomocy narzędzi optycznych i na podczerwień często mają różne cechy i trudno jest je połączyć. Obrazy tego samego obiektu obserwowanego przez różne teleskopy mogą się bardzo różnić”. Aby rozwiązać ten problem, w ramach projektu ASTRODEEP opracowano nowe oprogramowanie, które pozwala na efektywne wykorzystanie różnych rodzajów danych dostarczonych przez najlepsze satelity i teleskopy ESA i NASA. Wykorzystywane są najlepsze obrazy danego obiektu, a następnie informacje ukryte w obrazach o niższej rozdzielczości uzyskane z zastosowaniem zaawansowanych matematycznych technik analizy obrazu. Astrofizycy mogą następnie odtworzyć historię wszechświata z niespotykaną wcześniej dokładnością. „Wykorzystaliśmy nowe oprogramowanie do analizy istniejących danych, aby obserwować odległe gwiazdy”, mówi Fontana. „Większość gwiazd powstaje w miejscach, w których jest dużo pyłu, co utrudnia ich obserwację tym bardziej, że są położone tak daleko. Dzięki połączeniu obrazów z aparatury optycznej i na podczerwień możemy zajrzeć w chmury pyłu i oszacować, jak wiele nowych gwiazd jest w nim ukrytych. Widzimy gigantyczną liczbę nowych gwiazd w odległych galaktykach, ale im bliżej Wielkiego Wybuchu jesteśmy, tym mniej pyłu widzimy. Spodziewaliśmy się, że to zobaczymy, ale teraz faktycznie to obserwujemy”. Spojrzenie w przyszłość Chociaż projekt umożliwił astrofizykom spojrzenie w przeszłość w nieosiągalny dotąd sposób, jest jednocześnie bardzo skoncentrowany na przyszłości. Technologia oprogramowania opracowana w ramach ASTRODEEP jest obecnie testowana pod kątem potencjalnego wykorzystania przez ESA do analizy danych uzyskiwanych przez satelitę Euclid, który ma zostać wyniesiony w przestrzeń kosmiczną w roku 2020. Głównym celem tej misji jest zbadanie tajemnicy "ciemnej materii" i "ciemnej energii". Dodatkowo w ciągu kilku najbliższych lat NASA wyniesie w kosmos Teleskop Jamesa Webba (JWST). „Chcieliśmy przygotować narzędzia, które umożliwią naukowcom europejskim szybkie wykorzystanie danych, które zostaną dostarczone przez te misje”, wyjaśnia Fontana. „Z pełną świadomością zatrudniliśmy do pracy w tym projekcie wielu młodych naukowców (jest ich aż 14) i wielu z nich zostało z nami na stałe”. Fontana wyjaśnił ponadto, że w następnym etapie zespół zastosuje te nowe narzędzia oprogramowania do świeżych danych, szczególnie kiedy będą one dostępne online. W tym zakresie Europa ma wszelkie szanse stać się liderem w dziedzinie astrofizyki. „Jeżeli przeanalizujemy koszty inwestycji tej infrastruktury – budowa teleskopu JWST pochłonęła 8 miliardów USD, a koszt obserwatorium Euclid to ponad miliard EUR – postęp, jakiego można dokonać przy o wiele mniejszej inwestycji jest ogromny w porównaniu z kosztem”, dodaje na koniec Fontana.
Słowa kluczowe
ASTRODEEP, galaktyka, Fontana, Euclid, JWST, wszechświat, astrofizyka, NASA, ESA
