Rubin Observatory Data Flood permitirá al universo alertar a los astrónomos 10 millones de veces por noche

¡Estallido! ¡Zumbido! ¡Estallido! El universo es un lugar de sucesión, lleno de estrellas explosivas, en erupción agujeros negrosAsteroides con cremallera, y mucho más. Y los astrónomos tienen un ojo nuevo y superpodero con el que ver el cosmos cambiante: el Observatorio de Vera C. Rubin en Chile.

El El Observatorio de Rubin lanzó sus primeras imágenes la semana pasaday son impresionantes: vastadores y brillantes campos de estrellas que muestran el campo de visión masivo del telescopio y la visión espectacularmente profunda. Pero dos de los aspectos más convincentes del esfuerzo son difíciles de transmitir en cualquier imagen individual, sin importar cuán espectacular: la gran cantidad de datos producirá Rubin y la velocidad con la que se inundarán esos datos trabajo de astrónomos.

“Podemos detectar todo lo que cambia, se mueve y aparece”, dice Yusra Alsayyad, astrónomo de la Universidad de Princeton y directora asociada de gestión de datos de Rubin. Cada vez que algo sucede en la vista expansiva de Rubin, el Observatorio alertará automáticamente a los científicos que puedan estar interesados ​​en mirar más de cerca. La experiencia será como recibir notificaciones personalizadas del universo.

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Eso suena lo suficientemente sencillo, hasta que escuchas los números. “Esperamos aproximadamente 10,000 alertas por imagen y 10 millones de alertas por noche”, continúa Alsayyad. “Es demasiado para una persona tamizar y filtrar manualmente y monitorearse”. Alsayyad compara la transmisión de datos de Rubin con un DashCam o un Video Toilmell que constantemente filma todo en su vista. “No puedes simplemente sentarte allí y verlo”, dice ella. “Para hacer uso de esa alimentación de video, necesita administración de datos”.

Para Rubin, eso significa construir una imagen estática del cielo, una plantilla de fondo, por así decirlo, en contra que cualquier cambio será fácil de detectar. El telescopio construirá esta vista estática dentro del primer año más o menos de operaciones regulares.

Una vez que la imagen de fondo para una sección particular del cielo esté lista, comenzará la inundación real. A medida que el telescopio rompe sus gigantescas fotografías, los algoritmos primero corregirán automáticamente efectos como luz perdida del cielo y suave de imagen turbulencia atmosférica. Luego, los algoritmos compararán esas imágenes ajustadas con la plantilla estática, marcando cada pequeña diferencia, una esperada 10,000 en cada instantánea. Habrá aproximadamente 1,000 imágenes por noche, noche tras noche, mientras Rubin permanezca en las operaciones.

Los astrónomos aman los datos, pero nadie tiene ese tipo de tiempo en un día. Por lo tanto, cada científico individual (aficionados también puede registrarse) primero debe inscribirse con los llamados corredores de alerta del Observatorio Rubin. Los usuarios pueden solicitar alertas sobre supernovas o asteroides, por ejemplo, luego establecer restricciones sobre cuán interesante debe ser un evento para activar una notificación.

Dichas limitaciones son importantes porque, nuevamente, presentar 10 millones de alertas por noche es una perspectiva insostenible para cualquier persona. “Realmente es una especie de abrumadora escala de datos”, dice Eric Bellm, astrónomo de la Universidad de Washington y el líder de la producción de ciencias de la producción de Rubin.

Y esa inundación continuará durante 10 años seguidos mientras el Observatorio Rubin ejecuta su proyecto de firma, denominado Legacy Survey of Space and Time (LSST). Durante este período, el telescopio encerrará su vista al otro lado del cielo en un baile cuidadosamente coreografiado que finalmente producirá la mejor película de alta definición de los cielos que la humanidad ha concebido.

Los científicos de Rubin ya han dibujado la encuesta básica, dice Federica Bianco, astrónomo y científico de datos de la Universidad de Delaware y científico adjunto del proyecto en el Observatorio Rubin. Pero se elaborarán muchos detalles en el camino, lo que les permitirá programar el telescopio para adaptarse a los intereses de la comunidad astronómica, así como a cualquier sorpresa celestial repentina.

“Hace diez años no estábamos pensando seriamente en las homólogos de ondas gravitacionales, que está de moda hoy en día”, dice Bianco. (Estas contrapartes son las fuentes emisoras de luz de las ondas gravitacionales, las ondas en el espacio-tiempo que los científicos Primero medido en septiembre de 2015 utilizando los detectores del Observatorio de onda gravitacional del interferómetro láser gemelo (LIGO)).

“Realmente creemos que LSST en sí mismo descubrirá cosas nuevas, transformará la forma en que pensamos sobre el universo”, agrega. Eso significa hacer que el Observatorio responda al cosmos. “Si eso es cierto, entonces necesitamos habilitar cambios que nos permitan capturar estas nuevas físicas, estos nuevos fenómenos”.

Para algo de ciencia, los descubrimientos estarán limitados por lo que el cielo sea lo suficientemente amable como para dar,Una estrella debe explotar Para que el Observatorio Rubin detecte una nueva supernova, por ejemplo. Pero un caso particularmente intrigante proviene de la ciencia planetaria dentro de nuestro propio sistema solar. Durante siglos, los astrónomos han enganchado observaciones de asteroides y cometas, resistente, objetos rocosos y helados que enjambre entre y alrededor de los planetas mientras todos orbitan el sol.

Todo ese esfuerzo ha puesto a más de 1.3 millones de asteroides en nuestros catálogos, pero los astrónomos esperan que Rubin identifique quizás tres veces que muchos objetos nuevos, prácticamente sin intentarlo. Cuando la encuesta LSST se ejecuta a plena capacidad, se enviarán alertas para posibles asteroides recién descubiertos a un grupo internacional llamado Minor Planet Center, que tiende a una base de datos de todas esas rocas espaciales.

“Simplemente nos sentamos y estos objetos serán descubiertos e informados a nosotros”, dice Meg Schwamb, un astrónomo de la Universidad de Queen’s Belfast. Copresia de Schwamb la colaboración de la ciencia del sistema solar LSST y tiene Trabajó para estimar Lo que el telescopio encontrará en nuestro vecindario cósmico.

Y debido a que estas rocas espaciales ya están ahí afuera, atravesando el sistema solar, Rubin acumulará descubrimientos rápidamente, predicen Schwamb y sus colegas, con alrededor del 70 por ciento de los objetos nuevos descubiertos durante los primeros dos años de la encuesta.

“Eso, creo, es alucinante. Eso realmente nos permite comenzar a ver estos objetos”, dice Schwamb. “Hay una gratificación instantánea”.

No todo lo que Rubin estudiará es tan rápido y sutil; El observatorio también será una herramienta asombrosamente poderosa para sondear el enigmático materia oscura Eso no produce luz aún mantiene galaxias juntas y supera el asunto normal y familiar que conocemos en nuestra vida diaria. Una forma en que los astrónomos estudian estas cosas sin luz es medir cómo la materia oscura deforma gravitacionalmente la luz de los objetos más distantes. Los investigadores usan ese efecto revelador para mapear la distribución de la sustancia enigmática en todo el universo.

Hace décadas, Anthony Tyson, ahora astrofísico de la Universidad de California Davis, quería hacer exactamente eso. “Propuse un proyecto para [what was then] El telescopio más grande, la cámara más grande que existía, y fue rechazada ”, recuerda. A la larga, esa propuesta fallida lo envió por el camino para construir su propio telescopio superlativo, que cuenta con el cámara digital más grande del mundoen el Observatorio Rubin, donde fue director fundador y ahora es científico jefe.

A corto plazo, sin embargo, adoptó un enfoque que ahora parece profético. “Decidí que tal vez debería hacer otra aplicación para tomar los mismos datos pero para un propósito diferente”, dice. Él y sus colegas escribieron una propuesta diferente para el mismo telescopio, esta vez lanzando un estudio de los aviones de plasma de radio-brillo que emanan alrededor de los agujeros negros supermasivos en el núcleo de las galaxias. Obtuvo el tiempo de observación, así como la luz deformada de los grupos invisibles de materia oscura esparcidas a lo largo de la línea de visión del telescopio. “Esa fue la estafa”, bromea.

Ahora, décadas después, el Observatorio Rubin está abriendo los ojos de los astrónomos a una nueva vista del universo. Y si bien no observará la luz de radio, ciertamente observará montones de núcleos galácticos activos, por las decenas de millones, de hecho, reembolsando el tiempo de telescopio astuto de Tyson muchas veces.