COSMOS-Web: хотели бы одним кликом заглянуть на 13 миллиардов лет назад? NASA разрешает

В рамках проекта COSMOS-Web — совместной инициативы Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Технологического института Рочестера — был опубликован гигантский массив астрономических данных объёмом более полутора терабайт. Этот открытый архив , созданный при поддержке NASA и с использованием снимков космического телескопа Джеймса Уэбба, теперь доступен всему научному сообществу и всем интересующимся — от студентов до профессиональных исследователей.

Основная цель проекта — не просто продемонстрировать возможности JWST, но и предоставить обществу научно пригодные, откалиброванные изображения в пригодной для анализа форме. В отличие от «сырых» снимков, которые доступны с момента публикации, эта коллекция прошла полную обработку: устранены шумы, откорректированы фоны, удалены артефакты, не относящиеся к астрофизическим источникам. Среди таких искажений, например, так называемые «снежные шары» — паразитные отражения света от ярких звёзд внутри самого телескопа.

На сегодняшний день это крупнейший обзор далёкого космоса, полученный в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. NIRCam охватывает площадь в 0,54 квадратного градуса, а MIRI — дополнительно около 0,2.

Новый каталог галактик снабжён не только числовыми характеристиками, но и интерактивным интерфейсом. Пользователь может либо искать конкретный объект по координатам, либо кликнуть на изображение и узнать его параметры: координаты, красное смещение, спектральные особенности и другие свойства.

Особое внимание в COSMOS-Web уделяется галактикам с высоким значением красного смещения. Такие объекты находятся на гигантских расстояниях от Земли и удаляются от нас с большой скоростью — что означает, что мы наблюдаем их в том виде, в каком они существовали в очень раннюю эпоху Вселенной. Как понятно по названию, свет от них смещается к красному краю спектра, и именно поэтому инфракрасные инструменты телескопа становятся решающим инструментом в таких наблюдениях.

Традиционные обзоры делают выбор между глубиной и шириной: можно долго «всматриваться» в ограниченную область неба, улавливая тусклые и удалённые объекты, либо охватить значительную площадь, но с меньшей глубиной. COSMOS выбрал второе: пусть и без экстремальной чувствительности, но с возможностью изучать масштабные структуры и распределение объектов.

Создание единой мозаики из отдельных кадров потребовало серьёзных вычислительных ресурсов. В этом проекту помог французский суперкомпьютер CANDIDE , расположенный в Парижском институте астрофизики. Именно на его базе проводилась сборка изображений и построение финального каталога.

Вся информация аккумулируется в рамках проекта COSMOS, начатого ещё в 2007 году. Его глобальная цель — исследовать один из важнейших этапов эволюции Вселенной — эпоху реионизации. Примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва космос перешёл от состояния, когда весь межгалактический водород находился в нейтральной форме и поглощал свет, к прозрачной среде, в которой фотоны смогли свободно распространяться. Этот процесс сопровождался и, вероятно, был ускорен образованием первых звёздных и галактических структур.

Одна из задач исследователей - понять, как именно расположение галактик и их связь с крупномасштабными структурами повлияло на ход реионизации. То есть не просто зафиксировать момент, когда Вселенная стала «прозрачной», а выяснить, какие регионы сыграли в этом ключевую роль и почему.

Разработчики проекта подчёркивают: базу сделали открытой специально, чтобы стимулировать участие исследовательского сообщества по всему миру. У команды ограничены ресурсы и время, и участие сторонних специалистов, со своими методиками и научными вопросами, может заметно расширить спектр задач, решаемых на основе этих данных.

Сейчас финансирование проекта осуществляется через Институт космического телескопа (STScI) в рамках программы NASA, однако эти средства вскоре будут исчерпаны. В связи с этим команда уже подала заявки на гранты в европейских научных фондах.

В любом случае, COSMOS-Web — не просто научный ресурс. Это приглашение к сотрудничеству, инструмент, объединяющий учёных и энтузиастов, стремящихся проникнуть в прошлое на 13,5 миллиардов лет назад. Каждый снимок, каждый пиксель в этой мозаике — это свет, пробившийся сквозь тьму древности, и теперь он доступен для каждого, кто хочет задать свои вопросы — и, возможно, найти ответы.