Mariano Domínguez, Cordoban, który skanuje wszechświat: jaki projekt zapisze się w historii astronomii?

Dwa tygodnie temu miało miejsce historyczne wydarzenie , które zapowiada rewolucję w światowej astronomii : w Chile rozpoczęło działalność Obserwatorium Very Rubin z największą na świecie kamerą, która wykonuje zdjęcia nieba co pół minuty. W ciągu roku obserwacji uchwycone zostaną wszystkie obrazy zebrane przez wszystkie inne teleskopy w historii, od Galileusza .

W projekcie bierze udział około 40 badaczy z Narodowego Uniwersytetu w Kordobie (UNC), a uczestniczy w nim ponad 1500 naukowców z około 30 krajów.

Budowa trwała dwie dekady i kosztowała około 600 milionów dolarów. Kamera wielkości pickupa ma rozdzielczość 3200 megapikseli (telefon komórkowy najnowszej generacji ma 48 megapikseli) i rejestruje obrazy nocnego nieba. Skanuje całe niebo półkuli południowej co trzy lub cztery noce. „To połączenie największej kamery świata, obejmującej prawie 10 stopni kwadratowych (ponad 40 pełni Księżyca) każdym zdjęciem co 30 sekund, z unikalnym, ultraszybkim teleskopem o średnicy ośmiu metrów” – wyjaśnia Mariano Domínguez Romero, profesor nadzwyczajny astronomii w Obserwatorium Astronomicznym w Kordobie (OAC-UNC) i niezależny badacz w Instytucie Astronomii Teoretycznej i Doświadczalnej Conicet (IATE-UNC-Conicet).

Domínguez Romero jest koordynatorem argentyńskiej grupy uczestniczącej w projekcie, w skład której wchodzi 60 badaczy z uniwersytetów narodowych w San Juan, La Plata, San Martín, Hurlingham, Buenos Aires i Kordobie. Portal Profile Córdoba rozmawiał z nim.

- Jakie informacje dostarcza Obserwatorium Very Rubín? - Kompletną mapę nieba południowego co kilka dni. Zbierze tyle samo danych rocznie, co wszystkie teleskopy w historii od czasów Galileusza. Będzie tworzyć film poklatkowy nieba – coś, czego nigdy wcześniej nie próbowano na taką skalę – i generować ponad 10 milionów alertów zmienności (zmian jasności lub ruchu na niebie) obiektów astronomicznych każdej nocy.

Córdoba Impulsa: uruchomienie programu obejmującego targi, muzykę i zachody słońca w dowolnym miejscu w mieście

- Jakie są jego cechy i czym różni się od innych teleskopów? - Połączenie największej na świecie kamery o rozdzielczości 3200 megapikseli, obejmującej niemal 10 stopni kwadratowych (ponad 40 pełni Księżyca), z każdym zdjęciem wykonywanym co 30 sekund, z wyjątkowym, ultraszybkim teleskopem o średnicy ośmiu metrów oraz automatyczną analizą obrazu, która pozwala na uzyskanie obrazów w ciągu kilku minut.

- Ile danych jest przetwarzanych na godzinę lub na dzień? - Każdej nocy przetwarzane jest około 20 terabajtów obrazów, które są następnie przetwarzane i wykorzystywane do generowania produktów pochodnych. Na przykład, kompletny katalog aktualizowany corocznie waży 200 TB. Całkowity zbiór danych do końca dekady działalności, która się teraz rozpoczyna, może osiągnąć 500 PB (petabajtów).

- Do czego moglibyśmy to porównać, żeby zrozumieć ilość danych, jaką reprezentują te 500 PB? - Petabajt to równowartość 1024 terabajtów, czyli około 11 000 filmów w rozdzielczości 4K lub 333 milionów zdjęć na współczesnym telefonie komórkowym. Dzisiejszy dysk komputerowy ma pojemność około jednego lub dwóch TB, czyli około tysiąca dysków. Obserwatorium Rubina generuje 20 TB danych na noc, co oznacza, że zapełnia dziesięć dysków komputerowych. Dlatego potrzebujemy komputerów i pamięci masowej. Dzieje się tak we wszystkich naukach, ale tutaj problem jest astronomiczny!

- Co możemy zobaczyć dzięki tym kamerom? - Pozwalają nam one odpowiadać na pytania z różnych dziedzin astrofizyki. Opowiem wam o najważniejszych. Po pierwsze: dokończenie spisu Układu Słonecznego: oczekuje się odkrycia kilku milionów planetoid, komet i planetoid poza orbitą Neptuna. Po drugie: poszerzenie wiedzy o najdalszych rejonach naszej Galaktyki, gdzie wciąż czeka na odkrycie prawie 100 galaktyk satelitarnych i powiązanych z nimi strumieni gwiezdnych. Pozwala nam to testować modele ciemnej materii. Można to również zrobić w pobliskich galaktykach.

- Co jeszcze? - Badanie próbki około 20 miliardów galaktyk, aby zrozumieć, jak powstają i ewoluują, a w szczególności, jak supermasywne czarne dziury zmieniają się w krótkich skalach czasowych. W dziedzinie czasu spodziewamy się odkryć zarówno bardzo interesujące zjawiska, które są już znane, jak i zupełnie nowe.

- Na jakie inne pytania będzie w stanie odpowiedzieć? - Został zaprojektowany do mapowania ciemnej materii poprzez słabe efekty soczewkowania grawitacyjnego i, wykorzystując próbkę supernowych (masywnych gwiazd, które eksplodują pod koniec swojego życia), pozwoli nam lepiej zrozumieć ciemną energię. Pierwszy składnik kontroluje sposób powstawania galaktyk, a drugi sposób rozszerzania się Wszechświata i jego ostateczny los. Są to główne składniki Wszechświata i wciąż mamy wiele pytań dotyczących ich dokładnego składu.

- Co można było zobaczyć w tych pierwszych dniach obserwacji? - W ciągu pierwszych kilku dni zobaczyliśmy niesamowite obrazy, a najbardziej uderzającym było odkrycie ponad dwóch tysięcy nowych asteroid w ciągu zaledwie kilku godzin (wszystko jest zautomatyzowane), siedem z nich blisko Ziemi, bez żadnego zagrożenia ze strony tych planetoid, oraz kilka supernowych, które jeszcze nie zostały odkryte. To pokazuje ogromny potencjał odkrywczy Obserwatorium.

Kino w więzieniach: jeden z programów, który kraj wyeliminował ze względu na dowody poprawy reintegracji społecznej.

- Ilu badaczy z UNC uczestniczy w projekcie i w jakich konkretnie obszarach? - W ośmiu zespołach naukowych Obserwatorium pracuje prawie 40 badaczy i stypendystów. Współpracujemy nad wszystkimi tematami z 20 innymi badaczami z innych uniwersytetów krajowych. Istnieje możliwość włączenia większej liczby badaczy, ale musimy być w stanie obsługiwać znacznie mniejsze teleskopy, na przykład do monitorowania alertów, lub posiadać niezależne centrum obliczeniowe.

- Kto finansuje projekt? - Większość finansowania pochodzi od Narodowej Fundacji Nauki (National Science Foundation) i Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Istnieją znaczące wkłady prywatne, a wiele krajów – w tym nasz – współpracuje, realizując prace i dzieląc się zasobami, takimi jak inne teleskopy, w celu monitorowania alertów. W naszym przypadku naszym najważniejszym wkładem jest dwóch programistów IATE, którzy wykonują zadania związane z obsługą teleskopu Simonyi i innego teleskopu pomocniczego.

- Co ta współpraca oznacza dla UNC i Argentyny? - Możliwość prowadzenia badań z wykorzystaniem najnowocześniejszych danych i współpracy z naukowcami z całego świata, w tym z czołowych uniwersytetów i laboratoriów. Możliwość uzyskania stypendiów, wymian i staży dla naszych studentów fizyki, informatyki i astronomii.

- Czy Uniwersytet dysponuje wystarczającym sprzętem do przechowywania danych generowanych przez obserwatorium, czy też konieczne są inwestycje? - Tak, inwestycje w komputery są niezbędne do analizy danych tej wielkości, co pozwala nam również szkolić naszych techników w zakresie zarządzania danymi i naszych badaczy, aby mogli pracować bardziej niezależnie. Ponadto inwestycja tego typu pozwala większej liczbie argentyńskich badaczy uczestniczyć i szkolić się. We wszystkich tych analizach występuje bardzo silny komponent nauki o danych i sztucznej inteligencji, dlatego zasoby są również szkolone w zakresie stosowania nowoczesnych technik, które mają zastosowanie w innych obszarach. To samo dotyczy zasobów obliczeniowych. UNC ma gotowe centrum danych, ale nadal nie ma odpowiedniego komputera, a przepaść w stosunku do innych krajów — nawet sąsiednich, takich jak Chile i Brazylia — jest ogromna. Podmioty prywatne, oprócz państwa, mogą odegrać tutaj ważną rolę w tworzeniu ekosystemu, który szkoli naszych studentów w tych przełomowych technologiach.

– Co dla mnie osobiście oznacza praca nad projektem tej wielkości? – Stworzenie i budowa tego cudu zajęło ponad dwie dekady, a już teraz gromadzi dane. To zaszczyt móc współpracować z kolegami z całego świata, aby lepiej zrozumieć podstawy obecnego modelu kosmologicznego, wykorzystując niesamowitą gamę danych i metod analitycznych.