A 3,4 milliárd galaxist tartalmazó szimuláció kulcsfontosságú eszköz az Univerzum nagyléptékű szerkezetének feltérképezésében, valamint a sötét anyag és a sötét energia természetének kutatásában. A katalógus minden egyes galaxisról több mint 400 tulajdonságot rögzít, és alapjául szolgál az Univerzum eddigi legnagyobb, háromdimenziós térképének elkészítéséhez.
Kép: részlet a Euclid Flagship szimuláció katalógusából, ahol minden pont egy galaxist jelöl. A sötét anyag halók középpontjában lévő nagyobb galaxisok és kisebb, ún. kísérő galaxisaik együttesen rajzolják ki az Univerzum nagyléptékű anyageloszlását: galaxis halmazokat, a közöttük feszülő filamentumokat, és az üres régiókat (voidokat). Forrás: Jorge Carretero & Pau Tallada (PIC / Euclid Konzorcium). A képfeldolgozás a Splotch szoftverrel történt.
Az Európai Űrügynökség (ESA) Euclid űrtávcsöve 2023 júniusában indult útnak, és a következő hat évben az égbolt egyharmadát feltérképezve megalkotja az Univerzum eddigi legnagyobb kozmikus térképét. Ennek a korábbiaknál részletgazdagabb és kiterjedtebb galaxis térképnek a modellezéséhez készült el egy szintetikus adatbázis, az ún. Flagship szimuláció, amely több mint 10 milliárd fényévre lévő galaxisok képét is tartalmazza.
Az Univerzum ilyen jellegű “szimulációs előállítása” kulcsfontosságú a Euclid megfigyeléseinek értelmezéséhez. Segítségével vizsgálható a galaxisok kozmikus hálózata, tesztelhető a standard kozmológiai modell, és mélyebben megérthető a sötét energia és a sötét anyag természete. A katalógust nemzetközi kutatócsoport fejlesztette, az Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) és a Port d’Informació Científica (PIC) vezetésével, és a CosmoHub platformon érhető el.
A csapat a Zürichi Egyetem által létrehozott számítógépes modelleket használta, amelyek 4 billió részecske kölcsönös gravitációs kölcsönhatásait szimulálták. Ezekből 16 milliárd gravitációsan kötött objektumot (ún. halót) azonosítottak, ezeket pedig benépesítették a Euclid által várhatóan látott galaxisokkal, a paramétereket a jelenlegi megfigyelésekhez igazítva.
A katalógus összesen 3,4 milliárd galaxist és több mint 400 modellezett galaxistulajdonságot tartalmaz, például fényességet, pozíciót, sebességet és alakot. A szimuláció így rendkívüli pontossággal modellezi az univerzum nagyléptékű szerkezetét, a galaxisokat és galaxishalmazokat a kozmikus hálóban, illetve a köztük lévő hatalmas, szinte teljesen üres régiókat, az ún. voidokat is.
A kutatásban részt vett Kovács András, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont MTA Lendület csoportvezetője is, aki a szakterületének számító kozmikus voidok és a gravitációs lencsehatás térképek tesztelésében működött közre. „A Flagship szimulált univerzumát ugyanazokkal a statisztikai módszerekkel vizsgáljuk, mint a valódit, modellezve az adatok tökéletlenségeit is. Így kipróbálhatjuk, mennyire pontosan tudjuk majd feltérképezni a kozmikus hálót, ami kulcsfontosságú ahhoz, hogy a Euclid valódi adataiból a lehető legtöbbet hozzuk ki” – mondja Kovács András.
Egy ilyen adatbázis létrehozása egyszerre jelentett tudományos és technikai kihívást. Új számítási és statisztikai módszereket kellett kifejleszteni, valamint beépíteni a galaxisok kialakulásáról és fejlődéséről szóló legfrissebb ismereteket – összekapcsolva mindezt a Világegyetem sötét komponenseivel.
„A Flagship katalógus legfőbb értéke a galaxisokhoz rendelt részletes tulajdonságok széles köre. Ellenőriztük, hogy ezek közül sok hasonlít a valós megfigyelési adatokra, de most kezdjük csak feltérképezni, milyen jó előrejelzéseket tudunk adni a jövőbeli felmérésekre” – mondja Pablo Fosalba (ICE-CSIC, IEEC).
További információ:
Euclid Flagship galaxy mock: https://cosmohub.pic.es/catalogs/353
Euclid Flagship dark matter haloes catalogue: https://cosmohub.pic.es/catalogs/352
Euclid Collaboration: Castander, F., Fosalba, P., et al. (2025). Euclid. V. The Flagship galaxy mock catalogue: a comprehensive simulation for the Euclid mission. Astronomy & Astrophysics, 697, A5. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202450853