В июне 2025 года астрономы всего мира получили доступ к огромному массиву данных от телескопа Джеймс Уэбб (JWST). Проект COSMOS-Web, поддерживаемый NASA, выложил в открытый доступ 1,5 терабайта информации со снимками, фотометрическими каталогами и интерактивными инструментами для изучения глубокого космоса. Open-source-модель исследований, которая лежит в основе проекта, обещает «сделать звезды ближе» для всех нас. Разберемся, что это за данные, почему они важны и как меняют подход к науке.

COSMOS-Web: заглядывая в глубины космоса

Проект COSMOS (Cosmic Evolution Survey) стартовал как амбициозная попытка изучить эволюцию галактик с помощью телескопа Хаббла. За годы работы он охватил область неба размером в 2 квадратных градуса, это сотни тысяч галактик. С появлением JWST проект вышел на новый уровень. Инфракрасные инструменты NIRCam (ближний диапазон) и MIRI (средний) позволяют заглянуть в глубины времени и увидеть объекты, сформировавшиеся в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва — от молодых галактик до звезд и пылевых облаков, которые остаются невидимыми для оптических телескопов.

Новый пакет данных охватывает область неба размером примерно с три полные Луны. Это 0,54 квадратных градуса для NIRCam и 0,2 для MIRI. В отличие от прошлых проектов, где данные часто оставались в закрытых архивах, COSMOS-Web сделал все общедоступным. Любой человек с доступом к интернету может скачать снимки, изучить каталоги и начать анализировать информацию. Плюс проекта в том, что это не просто техническое достижение, а шаг к новой модели науки, где знания становятся общим достоянием.

Значение этого релиза трудно переоценить. Данные позволяют проследить, как галактики формировались и менялись на протяжении миллиардов лет. Они дают возможность изучать не только крупные спиральные системы, подобные Млечному Пути, но и крошечные, юные галактики, которые существовали, когда Вселенной была всего пара миллиардов лет.

Что внутри: структура и возможности данных

Массив COSMOS-Web — тщательно организованная база для исследований. Что в нее входит:

• Мозаики и тайлы. Снимки делятся на мозаики (сшитые изображения, покрывающие большие участки неба) и тайлы (отдельные кадры телескопа). Мозаики доступны в четырех фильтрах NIRCam — F115W, F150W, F277W и F444W — с разрешением 30 или 60 миллиарксекунд (единица углового измерения в астрономии). Одна мозаика может весить до 174 Гб, а тайл — 7–10 Гб в сжатом виде. Это огромные объемы, но они оправданы: каждый пиксель хранит информацию о далеких звездах и галактиках.

• Фотометрический каталог. Для сотен тысяч галактик собраны данные о яркости, форме, красном смещении (показателе расстояния) и физических характеристиках, таких как масса или возраст. Этот каталог — своего рода справочник, который помогает ученым классифицировать объекты и строить модели их эволюции.

• Интерактивный просмотрщик. На сайте COSMOS-Web можно не только скачивать файлы, но и изучать их в браузере. Простой интерфейс позволяет увеличивать изображения, переключаться между фильтрами и рассматривать галактики в деталях, словно вы сами за штурвалом телескопа.

Для работы с данными нужно специальное программное обеспечение, поддерживающее формат FITS, стандартный для астрономии. К счастью, существуют бесплатные инструменты, такие как SAOImage DS9, Astropy или Aladin. Они позволяют открывать мозаики, анализировать спектры и визуализировать данные. Это делает массив доступным не только для профессионалов с мощными кластерами, но и для энтузиастов, работающих на обычных ноутбуках.

Открытая наука: как и почему это работает

Открытый доступ к данным COSMOS-Web — часть глобального движения за open source в науке. Традиционно астрономические наблюдения были привилегией крупных институтов. Доступ к телескопам и их данным получали лишь избранные, а результаты публиковались с опозданием.

Открытость ускоряет научный прогресс. Когда информация доступна всем, разные команды могут тестировать гипотезы, проверять выводы друг друга и предлагать новые идеи. Например, фотометрический каталог COSMOS-Web уже стал основой для исследований структуры галактик, их взаимодействия и роли темной материи. Ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Рочестерского технологического института, участвующие в проекте, отмечают, что данные открывают «множество новых научных путей». Это не преувеличение: когда тысячи умов работают над одной задачей, открытия становятся неизбежными.

Еще одно преимущество — прозрачность. В open-source-модели ошибки в анализе или интерпретации данных быстро выявляются сообществом. Конечно, открытость требует ответственности: исследователям нужно быть готовыми к критике и проверке выводов. Но именно это и движет прогресс вперед.

Как использовать данные: от любителей до профессионалов

Представьте: вы астроном-любитель. У вас есть ноутбук, интернет и немного свободного времени. Вы заходите на сайт COSMOS-Web, скачиваете мозаику в фильтре F150W и открываете ее в Astropy. Перед вами — карта галактик, многие из которых старше нашей Солнечной системы. Вы можете измерить их красное смещение, чтобы узнать, как далеко они находятся, или сравнить яркость для оценки размера. Это не фантазия, а реальность, доступная уже сегодня.

Главное — это то, что данные COSMOS-Web — шанс для масштабных исследований ученых. Например, можно комбинировать информацию с наблюдениями других телескопов, таких как ALMA (для изучения пыли и газа) или VLT (спектроскопии). Это позволяет строить комплексные модели формирования галактик или проверять теории о темной энергии. Студенты и аспиранты тоже в выигрыше: они могут использовать данные для курсовых, диссертаций или первых научных публикаций, не тратя годы на получение доступа к телескопам.

Один из ярких примеров использования данных — изучение кольцеобразной структуры COSMOS-Web Ring. Ученые уже начали ее анализ, чтобы выяснить, как могли возникать подобные образования в ранней Вселенной. Такие находки стали возможны именно благодаря масштабу и доступности данных проекта.

Есть, конечно, и проблемы. Первая — техническая. 1,5 терабайта требуют места для хранения (это полбеды) и мощных компьютеров для обработки (это уже серьезно). Не у всех есть доступ к таким ресурсам, особенно в регионах с ограниченной инфраструктурой.

Вторая — качество анализа. Открытость означает, что данные могут использовать и те, кто не обладает достаточной квалификацией. Это может привести к ошибочным выводам или даже псевдонаучным публикациям. Однако сила open source в том, что сообщество быстро выявляет такие ошибки. Коллективная проверка делает результаты более надежными.

Заглянем в будущее

COSMOS-Web — только начало. JWST продолжает собирать данные, так что в ближайшие годы нас ждут новые релизы, возможно, еще более масштабные. Они помогут ответить на ключевые вопросы: как возникли первые галактики, как темная энергия влияет на расширение Вселенной, какие процессы управляют эволюцией космоса?

Открытая модель исследований тоже будет развиваться. Уже сейчас проекты вроде Galaxy Zoo вовлекают тысячи добровольцев в классификацию галактик. С данными COSMOS-Web такие инициативы могут стать глобальными, объединяя людей из разных стран и профессий. Представьте: школьник из Индии, программист из Бразилии и астроном из Японии вместе анализируют снимки JWST. Это не утопия, а реальная перспектива.

К тому же данные COSMOS-Web могут вдохновить разработчиков на создание новых инструментов. Например, машинное обучение уже используется для поиска редких объектов, таких как квазары или гравитационные линзы. Открытые данные дают программистам и data scientist’ам возможность экспериментировать и создавать алгоритмы, которые ускорят анализ.