Astronomen publiceren gigantische set ‘virtuele universa’ voor wereldwijd onderzoek
Om het universum als geheel te begrijpen, zijn simulaties op kosmische schaal nodig. Een internationaal team van astrofysici, onder leiding van de Universiteit Leiden, stelt vandaag een van de grootste kosmologische datasets ooit vrij beschikbaar. Het gaat om meer dan 2,5 petabyte aan simulatiegegevens.
Kosmologische simulaties zijn onmisbaar in de moderne sterrenkunde. Ze laten zien hoe materie zich sinds de oerknal heeft ontwikkeld: van kleine verdichtingen tot sterrenstelsels en enorme verzamelingen daarvan. Op de grootste schaal vormt die materie het ‘kosmische web’: een soort netwerk van draden en knooppunten, waarin sterrenstelsels zich langs lange slierten groeperen.
Door zulke simulaties te vergelijken met echte waarnemingen kunnen onderzoekers fundamentele vragen onderzoeken, zoals de aard van donkere materie en donkere energie – de onzichtbare componenten die het grootste deel van het universum vormen en de uitdijing ervan sturen.
Van sterrenstelsels tot kosmische structuren
Het FLAMINGO-project is ontwikkeld om twee werelden samen te brengen: zeer gedetailleerde simulaties van sterrenstelsels en de enorme kosmische volumes die nodig zijn voor precisiekosmologie: het heelal tot op procentniveau in kaart brengen om theorieën te toetsen. Waar verwante projecten zoals COLIBRE, dat ook door de Universiteit Leiden wordt geleid, inzoomen op de fysica binnen individuele sterrenstelsels, bestrijkt FLAMINGO gebieden van miljarden lichtjaren groot. Daardoor kunnen onderzoekers niet alleen afzonderlijke sterrenstelsels bestuderen, maar ook clusters van sterrenstelsels en de grootschalige structuur van het universum.
Simulaties op supercomputerschaal
‘Met deze simulaties kunnen we de groei van kosmische structuren volgen over enorme afstanden, terwijl we tegelijk de complexe fysica van sterrenstelselvorming meenemen’, zegt Joop Schaye van de Universiteit Leiden, leider van het project. De data-publicatie staat beschreven in een artikel dat is ingediend bij Astronomy & Computing en dat vandaag is verschenen op het arXiv. ‘Door de data vrij te geven hopen we dat onderzoekers wereldwijd met FLAMINGO nieuwe ideeën over het universum kunnen toetsen.’
‘Juist daarom vinden we het belangrijk om deze data open te delen. We willen de drempel zo laag mogelijk maken’
De simulaties zijn uitgevoerd op de COSMA8-supercomputer in het Verenigd Koninkrijk, met behulp van de SWIFT-simulatiecode. Zulke berekeningen vereisen uitzonderlijk krachtige computers. ‘De meeste onderzoekers hebben simpelweg geen toegang tot dit soort infrastructuur’, zegt Carlos Frenk van de Universiteit van Durham. ‘Juist daarom vinden we het belangrijk om deze data open te delen.’
Om de enorme dataset bruikbaar te maken, ontwikkelde het team een speciaal online platform. Daarmee kunnen onderzoekers gericht delen van de data analyseren en downloaden, zonder eerst gigantische bestanden binnen te halen. ‘We willen de drempel zo laag mogelijk maken’, zegt John Helly van de Universiteit van Durham, die het systeem ontwikkelde. ‘Zo kan een veel bredere groep wetenschappers met deze simulaties werken.’
‘Open toegang tot dit soort grootschalige datasets versnelt de wetenschap enorm’
Nieuwe ontdekkingen dankzij open kosmologie
Sinds de eerste introductie van FLAMINGO in 2023 zijn de simulaties al gebruikt in tientallen studies, onder meer naar de vorming van sterrenstelsels en de verdeling van materie in het heelal. Met deze volledige datavrijgave verwachten de onderzoekers een nieuwe golf aan ontdekkingen.
‘Open toegang tot dit soort grootschalige datasets versnelt de wetenschap enorm’, zegt teamlid Matthieu Schaller van de Universiteit Leiden. ‘We willen hiermee een bron bieden die een breed scala aan astrofysisch onderzoek ondersteunt.’ De vrijgave markeert een belangrijke stap naar een open en collaboratieve vorm van kosmologie– en geeft wetenschappers wereldwijd een nieuw venster op de evolutie van het universum.
FLAMINGO
FLAMINGO is een samenwerking tussen wetenschappers van het Virgo Consortium aan de Universiteit Leiden, de Universiteit van Durham en Liverpool John Moores University.
De datavrijgave wordt beschreven in het artikel: The FLAMINGO simulations data release, Helly et al. De FLAMINGO-data en -documentatie zijn te vinden op https://flamingo.strw.leidenuniv.nl/data.html
Dit artikel verscheen als persbericht op de website van NOVA.