Des scientifiques du JPL de la NASA, ainsi que des chercheurs d’autres universités, ont contribué à simuler la façon dont ils observeront notre Univers deux futurs grands télescopes: Le télescope spatial romain Nancy Grace, dont le lancement est prévu en mai 2027, et l’observatoire Vera C. Rubin, dont les observations débuteront en 2025.
À l’aide de superordinateurs du laboratoire national d’Argonne du ministère américain de l’Énergie, les chercheurs ont créé près de 4 millions d’images simulées qui représentent le cosmos. En 9 jours environ, ils ont accompli quelque chose qui aurait pris environ 300 ans sur un ordinateur portable.
Cette campagne de simulation fait partie d’un projet plus vaste, appelé OpenUniverse. L’équipe publie désormais un sous-ensemble de 10 téraoctets de ces données, les 390 téraoctets restants étant traités cet automne.
L’univers que Roman et Rubin verront
Pour la première fois, OpenUniverse a pris cela en compte les performances des instruments du télescope. Ce faisant, il a produit l’aperçu le plus précis à ce jour du cosmos tel que Roman et Rubin le verront une fois qu’ils commenceront à l’observer, montrant aux scientifiques le genre de choses que les deux télescopes pourront explorer.
Roman et Rubin enquêteront tous deux sur l’énergie noire, considérée comme responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Des simulations très précises et exactes comme OpenUniverse permettent aux scientifiques de comprendre les signatures que chaque instrument imprime sur les images, et de affiner dès maintenant les méthodes de traitement des donnéesafin qu’ils puissent analyser rapidement et correctement les données futures.
Jim Chiang, un scientifique du Laboratoire national des accélérateurs du SLAC qui a aidé à créer les simulations, a expliqué :
OpenUniverse nous permet de calibrer nos attentes sur ce que nous pouvons découvrir avec ces télescopes. Cela nous donne l’occasion d’exercer nos pipelines de traitement, de mieux comprendre nos codes d’analyse. Et interprétez les résultats avec précision, afin que nous puissions nous préparer à utiliser des données réelles dès qu’elles commencent à arriver.
Fusionner observations et simulations
Les simulations de Roman et Rubin couvrent la même zone du ciel, pour un total d’environ 0,08 degrés carrés, ce qui, en comparaison, équivaut à environ un tiers de la zone du ciel couverte par la pleine Lune. La simulation complète, qui sera publiée plus tard cette année, couvrira 70 degrés carrés, soit environ la superficie du ciel couverte par 350 pleines Lunes.
Chaque point lumineux des images correspond à une galaxie proche ou lointaine, à l’exception des taches portant des marques de diffraction qui sont plutôt des étoiles de champ appartenant à notre Voie Lactée.
La comparaison et le chevauchement entre les simulations des deux télescopes différents permettent et permettront aux scientifiques d’apprendre à utiliser les meilleurs aspects de chacun d’eux : La vision plus large de Rubin et la vision plus nette et plus profonde de Roman. Les travaux combinés produiront en fait de meilleures contraintes que celles que les chercheurs pourraient obtenir de l’un ou l’autre observatoire seul.
Par ailleurs, l’idée des scientifiques est d’utiliser à leur tour les résultats des observations futures pour rendre les simulations encore plus précises, de manière à offrir une vision de plus en plus approfondie de l’évolution de l’Univers au fil du temps. Et de mieux comprendre la cosmologie qui l’a façonné.
Un partenariat avec l’IRSA (Infrared Science Archive) de Caltech/IPAC rend les données simulées accessibles dès maintenant ici, de sorte que lorsque les chercheurs accéderont à des données réelles à l’avenir, ils seront déjà habitués aux réponses des instruments.
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