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Los astrónomos dicen que el telescopio Vera Rubin generará una cantidad asombrosa de datos

Los astrónomos dicen que el telescopio Vera Rubin generará una cantidad asombrosa de datos

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El LSST, o Vera Rubin Survey Telescope, está en construcción en Cerro Pachón, Chile. Crédito de la imagen: LSST

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El LSST, o Vera Rubin Survey Telescope, está en construcción en Cerro Pachón, Chile. Crédito de la imagen: LSST

Cuando el Observatorio Vera C. Rubin comience a operar en 2025, será uno de los instrumentos más poderosos disponibles para los astrónomos, capturando grandes porciones del cielo cada noche usando su espejo de 8,4 metros y su cámara de 3,2 gigapíxeles. Cada imagen se analizará en 60 segundos, alertando a los astrónomos sobre eventos transitorios como las supernovas. Cada año se registrarán la asombrosa cantidad de 5 petabytes (5.000 terabytes) de nuevas imágenes sin procesar y se pondrán a disposición de los astrónomos para que las estudien.

No es sorprendente que los astrónomos estén ansiosos por obtener datos de alta resolución. Un nuevo artículo explica cómo se procesan, organizan y publican enormes cantidades de datos. Todo el proceso requerirá varias instalaciones en tres continentes durante el período previsto de estudio de 10 años.

El Observatorio Rubin es un telescopio terrestre ubicado en lo alto de los Andes chilenos. El telescopio de rastreo Simonyone de 8,4 metros del observatorio utilizará la cámara digital de mayor resolución del mundo, que también incluye la lente ojo de pez más grande del mundo. La cámara tiene aproximadamente el tamaño de un automóvil pequeño y pesa alrededor de 2.800 kg (6.200 lb). Este telescopio de rastreo de rápido movimiento podrá escanear todo el cielo visible del hemisferio sur cada cuatro noches.

«La detección y clasificación automatizadas de objetos celestes se realizará mediante sofisticados algoritmos en imágenes de alta resolución para producir gradualmente un catálogo astronómico que eventualmente consistirá en 20 mil millones de galaxias, 17 mil millones de estrellas y sus propiedades físicas asociadas», escribieron Fabio Hernández, George Beckett y Pedro. Clark y muchos otros astrónomos en sus trabajos. Papel de preimpresión Compartir a arXiv.

Vista transversal detallada del modelo del telescopio que muestra el funcionamiento interno. Crédito: Proyecto LSST/J. Andrew

El principal proyecto del Observatorio Rubin es el Legacy Survey of Space and Time (LSST), que los investigadores esperan que recopile datos sobre más de 5 millones de objetos en el cinturón de asteroides, 300.000 objetos troyanos de Júpiter, 100.000 objetos cercanos a la Tierra y Más de 40.000 objetos en el cinturón de Kuiper. Él quería. Dado que Rubin podrá mapear el cielo nocturno visible cada pocos días, muchos de estos objetos serán observados cientos de veces.

Debido a las repetidas observaciones del telescopio, la enorme cantidad de datos ayudará a calcular las posiciones y órbitas de todos estos objetos.

Las imágenes y los datos fluirán instantáneamente desde el telescopio a la instalación central y al Centro de Acceso a Datos de Chile en La Serena, Chile, y luego irán a las tres instalaciones de datos de Robin en redes dedicadas de alta velocidad que unen los sitios: la instalación de datos francesa CC- IN2P3 en Lyon, Francia, y la instalación de datos en el Reino Unido, la red IRIS, en el Reino Unido y la instalación de datos y el centro de acceso a datos de EE. UU. en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC en California, Estados Unidos. También hay un sitio importante en la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en Tucson, Arizona, EE. UU.

Una vez capturadas las imágenes, se procesarán en tres programas diferentes: rápido, diario y anual. El artículo de Hernández et al. describe cómo las imágenes sin procesar recopiladas cada noche de monitoreo se procesarán rápidamente (en 60 segundos), y los objetos que cambien su brillo o posición generarán y emitirán alertas para «detección transitoria».

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Para este proceso conocido como procesamiento rápido, las alertas no tendrán un período de propiedad asociado y estarán disponibles para el público de manera inmediata, ya que el objetivo es transmitir casi todo sobre un evento de manera rápida, para permitir una rápida clasificación y toma de decisiones. . Los científicos estiman que un procesamiento rápido podría generar millones de alertas por noche.

Las imágenes fluyen desde el sitio de la cumbre, donde está ubicado el telescopio en Chile, al sitio principal y luego a las tres instalaciones de datos Rubin que en conjunto proporcionan el poder computacional para procesar las imágenes tomadas por el observatorio durante la duración del estudio. Crédito: Observatorio Vera Rubin

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Las imágenes fluyen desde el sitio de la cumbre, donde está ubicado el telescopio en Chile, al sitio principal y luego a las tres instalaciones de datos Rubin que en conjunto proporcionan el poder computacional para procesar las imágenes tomadas por el observatorio durante la duración del estudio. Crédito: Observatorio Vera Rubin

Los productos diarios, publicados dentro de las 24 horas posteriores al seguimiento, incluirán fotografías de esa noche. Las campañas anuales reprocesarán todo el conjunto de datos de imágenes recopilados desde el inicio de la encuesta.

Para cada publicación de datos, habrá imágenes sin procesar y calibradas, así como imágenes listas para la ciencia que se han procesado utilizando algoritmos científicos actualizados. También habrá catálogos con las características de todos los objetos astrofísicos descubiertos.

“El tamaño de los productos de datos liberados por el procesamiento anual del conjunto de imágenes sin procesar acumulado es en promedio 2,3 veces el tamaño del conjunto de datos de entrada para ese año y se estima que alcanzará más de cien petabytes al final de la encuesta. ”, escribieron los astrónomos. También dijeron que durante la encuesta de 10 años, se espera que el volumen de datos publicados para análisis científicos aumente en un orden de magnitud.

El Observatorio Rubin utilizará varios tipos de productos y servicios de datos para archivar y difundir datos para diversas colaboraciones científicas. Los “canales científicos” de Rubin LSST constan de alrededor de 80 tipos diferentes de tareas, todas las cuales se ejecutan sobre una base de código algorítmico común y software especializado, dice el documento. Existe una función llamada Data Butler, que es el sistema de software que abstrae los detalles del acceso a los datos (incluida la ubicación de los datos, el formato de los datos y los protocolos de acceso).

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Ilustración del diseño conceptual del proceso científico del LSST para el procesamiento de imágenes. Crédito: Hernández et al.

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Ilustración del diseño conceptual del proceso científico del LSST para el procesamiento de imágenes. Crédito: Hernández et al.

Cada año, los datos se publicarán y estarán disponibles para colaboraciones científicas para su uso en estudios en cuatro pilares científicos principales: exploración de materia oscura y energía oscura, inventario de objetos del sistema solar, exploración óptica del cielo en tránsito y mapeo de la Vía Láctea.

Esta publicación anual permitirá que todas las imágenes de estudio tomadas hasta la fecha sean reprocesadas, combinadas y escaladas automáticamente para producir una imagen cada vez más profunda de todo el cielo del sur y un catálogo cada vez mayor de objetos astronómicos que capturan cómo cada uno ha cambiado con el tiempo. Este procesamiento de datos anual se ejecutará en las tres instalaciones de datos, y el conjunto de datos final se compilará en SLAC y se pondrá a disposición de astrónomos y físicos a través de la Plataforma Científica Rubin.

Actualmente se espera que los datos del Observatorio Rubin estén completamente disponibles para el público después de dos años. La cuestión de cómo acceder a los datos públicos y cómo financiar este acceso es todavía un trabajo en progreso.

más información:
Fabio Hernandez et al., Una descripción general de una infraestructura de procesamiento de imágenes distribuidas para la producción de paleoencuestas espacio-temporales, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2311.13981

Información de la revista:
arXiv