Detaillierteste Simulation des Universums: Euclid-Projekt der ESA kartiert 3,4 Milliarden Galaxien
Ein internationales Wissenschaftlerteam des Euclid Consortiums hat das bislang detaillierteste virtuelle Modell des Universums vorgestellt. Es simuliert mehr als 3,4 Milliarden Galaxien. Der synthetische Datensatz, bekannt als Flagship 2 Mock Catalogue, wurde entwickelt, um die Beobachtungen des Euclid Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) während seiner sechsjährigen Mission zur Kartierung eines Drittels des Himmels nachzubilden.
Euclid, das im Juli 2023 gestartet wurde, untersucht kosmische Strukturen, um mehr über Dunkle Materie und Dunkle Energie zu erfahren – die unsichtbaren Kräfte, die die beschleunigte Expansion des Universums formen. Durch die Kombination realer Teleskopdaten mit detaillierten Simulationen wollen die Forscher ihre Analysemethoden schärfen und neue Einblicke in die großräumige Struktur des Kosmos gewinnen.
„Diese Simulationen sind essenziell für die Euclid-Mission“, erklärte Pablo Fosalba vom Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) in einer Pressemitteilung. „Sie ermöglichen es uns, unsere Analysewerkzeuge zu testen und uns darauf vorzubereiten, die enorme Datenmenge zu bewältigen, die Euclid liefern wird.”
Der Katalog beschreibt jede Galaxie anhand von mehr als 400 Eigenschaften, darunter Helligkeit, Form, Geschwindigkeit und Sternentstehungsrate. Dieser beispiellose Detaillierungsgrad ermöglicht es Wissenschaftlern, ihre Analyseprozesse (Pipelines) zu testen und zu validieren, bevor die vollständigen Datenströme von Euclid verfügbar sind.
„Dies ist ein großer Schritt für die wissenschaftliche Gemeinschaft, da der Katalog nun für jedermann zugänglich ist“, sagte Jorge Carretero, Forscher am Port d’Informació Científica (PIC) und CIEMAT. „Darüber hinaus kann er viele verschiedene wissenschaftliche Anwendungen über den Kontext der Euclid-Mission hinaus haben“, so Carretero in der Pressemitteilung.
Wie die Simulation funktioniert
Der Flagship-2-Katalog wurde auf dem Schweizer Piz-Daint-Supercomputer mithilfe kundenspezifischer Algorithmen erstellt, die an der Universität Zürich entwickelt wurden. Die Berechnungen verfolgten die gravitative Entwicklung von mehr als vier Billionen Partikeln, um das kosmische Netz aus großen Strukturen, Filamenten und Voids zu formen, das sowohl von Dunkler als auch von sichtbarer Materie geprägt wird.
Das Projekt demonstriert den aktuellen Stand der Kosmologie im Zeitalter von Big Data: Es kombiniert Simulationen im Petabyte-Bereich, fortschrittliche Algorithmen und Hochleistungsrechnen, um ein realistisches Universum zu erschaffen. Durch die öffentliche Bereitstellung des Datensatzes über CosmoHub können Forscher weltweit komplexe kosmologische Fragen erkunden, ohne über eigene Supercomputing-Ressourcen verfügen zu müssen.
