Izziv
Epoha reionizacije — čas, ko so prvi viri svetlobe proizvedli dovolj energijskih fotonov za ionizacijo nevtralnega vodika v zgodnjem vesolju — je eno najmanj razumljenih obdobij v kozmični evoluciji. Čeprav vesoljska teleskopa James Webb (JWST) in Euclid zagotavljata izjemne podatke, ki bi lahko odgovorili na ključna vprašanja o tej dobi, ostaja pomembno ozko grlo: izdelava natančnih zemljevidov povečave z uporabo omejitev gravitacijskega lečenja [15, 18]. Trenutne metode rekonstrukcije pogosto ne omogočajo dovolj izpopolnjene obravnave porazdelitve snovi ali pa niso sposobne obvladati povečane kompleksnosti in za red velikosti večjega števila omejitev, ki jih prinašajo podatki teleskopa JWST.
Vizija projekta
Cilj projekta FLEW je razviti novo, najsodobnejšo metodo za kombinirano rekonstrukcijo močnega in šibkega lečenja, s katero bi presegli trenutne omejitve modeliranja mase. Z uporabo globokih opazovanj najmočnejših kozmičnih teleskopov (JWST in Euclid) projekt stremi k rekonstrukciji porazdelitve povečave v jatah galaksij z neprekosljivo natančnostjo. To delo bo zagotovilo ključno infrastrukturo za določitev časovnice reionizacije in specifične vloge, ki so jo pri tem imele galaksije.
Cilji in ciljne naloge projekta
- Napredno modeliranje leč: Razvoj kode za modeliranje leč proste oblike (free-form), ki parametrizira porazdelitev mase z mrežo, kar omogoča rekonstrukcijo temne snovi neodvisno od svetle snovi.
- Visokodimenzionalna analiza podatkov: Implementacija sofisticiranih tehnik analize podatkov, vključno s polnim vzorčenjem po metodi Monte Carlo z Markovimi verigami (MCMC) v velikih parametričnih prostorih (≳ 3000).
- Optimizacija infrastrukture: Izdelava uporabniku prijaznega vmesnika v jeziku Python in posodobitev infrastrukture, ki bo omogočala paralelizacijo in obdelavo obsežnih naborov podatkov v sodelovanju z ACEX d.o.o.
- Validacija in uporaba: Testiranje in preverjanje metode na vzorcu šestih najmočnejših kozmičnih teleskopov ter njena uporaba na 60 jatah, posnetih v okviru programa VENUS.
- Uporabnost za več misij: Raziskava in potrditev uporabnosti teh novih metod za podatke misije Euclid, od katere se pričakuje odkritje na tisoče jat galaksij.
Inovacija in vpliv
Glavna inovacija projekta FLEW je sposobnost hkratnega združevanja podatkov močnega in šibkega lečenja s teleskopa JWST brez zanašanja na enostavno parametrizirane modele, s čimer bo presežena ločljivost dosedanjih zemljevidov povečave.
Uspešna izvedba projekta bo prinesla:
- Znanstveno zapuščino: Pomemben prispevek k redukciji podatkov JWST in širšemu razumevanju zgodnjega vesolja.
- Javno dostopna orodja: Končni modeli leč in zemljevidi povečave za 60 jat bodo na voljo svetovni astronomski skupnosti.
- Izboljšane raziskovalne zmogljivosti: Zagotovitev dragocenega orodja za prihodnje analize lečenja pri opazovanjih z JWST v njegovi načrtovani 20-letni življenjski dobi.
Partnerji
- Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko (UL FMF): Vodi znanstveni del projekta, vključno z redukcijo podatkov, analizo in izdelavo modelov leč.
- ACEX d.o.o.: Zagotavlja strokovno pomoč pri razvoju kode z uporabo umetne inteligence ter sodeluje pri razvoju naprednih metod rekonstrukcije in paralelizacije.
Podobni projekti
- Astro2RV - Sklepanje o radialnih hitrostih (RV) iz astrometričnih podatkov o zvezdah.