Los primeros astrónomos tenían un conjunto de herramientas limitado:sus ojos. Solo pudieron observar esas estrellas, planetas y eventos celestiales lo suficientemente brillantes como para captarlos sin ayuda. Pero los astrónomos de hoy usan instrumentos cada vez más sensibles y sofisticados para ver y rastrear un grupo de maravillas cósmicas, incluyendo objetos y eventos que eran demasiado tenues o distantes para sus antepasados ​​que miraban el cielo.

El 14 de noviembre científicos del Instituto de Tecnología de California, la Universidad de Washington y ocho instituciones asociadas adicionales, anunció que la instalación transitoria de Zwicky, la última herramienta sensible para observaciones astrofísicas en el hemisferio norte, ha visto "la primera luz" y tomó su primera imagen detallada del cielo nocturno.

Cuando esté en pleno funcionamiento en 2018, la ZTF escaneará casi todo el cielo del norte cada noche. Con sede en el Observatorio Palomar en el sur de California y operado por Caltech, El objetivo de la ZTF es utilizar estas imágenes nocturnas para identificar objetos "transitorios" que varían entre observaciones, identificando eventos que van desde supernovas a millones de años luz de distancia hasta asteroides cercanos a la Tierra.

En 2016, el Departamento de Astronomía de la Universidad de Washington se unió formalmente al equipo de ZTF y ayudará a desarrollar nuevos métodos para identificar los más "interesantes" de los millones de cambios en el cielo, incluidos los nuevos objetos, que la ZTF detectará cada noche y alertará a los científicos. De esa manera, Estos objetos transitorios de alta prioridad pueden ser seguidos en detalle por telescopios más grandes, incluida la participación de la UW del telescopio de 3,5 metros del Observatorio Apache Point.

"UW es líder mundial en astronomía de encuestas, y unirnos a la ZTF profundizará nuestra capacidad para realizar ciencia de vanguardia en la masiva, flujo de datos en tiempo real, "dijo Eric Bellm, profesor asistente de astronomía de la UW y científico de encuestas de la ZTF. "Uno de los puntos fuertes de ZTF es su colaboración global, compuesto por expertos en el campo de la astronomía en el dominio del tiempo de instituciones de todo el mundo ".

Identificando, catalogar y clasificar estos objetos celestes impactará los estudios de las estrellas, nuestro sistema solar y la evolución de nuestro universo. El ZTF también podría ayudar a detectar contrapartes electromagnéticas de las fuentes de ondas gravitacionales descubiertas por Advanced LIGO y Virgo. como hicieron otros observatorios en agosto, cuando estos detectores recogieron ondas gravitacionales de la fusión de dos estrellas de neutrones.

Pero para desbloquear esta promesa, la ZTF requiere una recopilación masiva de datos y análisis en tiempo real, y los astrónomos de la Universidad de Washington tienen un historial de enfrentar estos desafíos de "grandes datos".

Las raíces de la astronomía de big data en la UW se remontan al Sloan Digital Sky Survey, que utilizó un telescopio en el Observatorio Apache Point en Nuevo México para recopilar datos precisos sobre el "desplazamiento al rojo" —o aumento de la longitud de onda— de las galaxias a medida que se alejan unas de otras en el universo en expansión. Una vez analizado adecuadamente, los datos ayudaron a los astrónomos a crear un "mapa" tridimensional más preciso del universo observable. El grupo de astronomía de encuestas de la UW se reúne dentro del Instituto de Investigación Intensiva de Datos en Astrofísica y Cosmología (DIRAC), que incluye científicos del Departamento de Astronomía, así como el Instituto de eScience y la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Paul G. Allen.

"Era natural que el departamento de astronomía de la Universidad de Washington se uniera al equipo de ZTF, porque hemos reunido un equipo dedicado y experiencia para la astronomía de 'big data', y tenemos mucho que aprender de las asociaciones y los posibles descubrimientos de ZTF, "dijo el profesor asociado de astronomía de la Universidad de Washington, Mario Juric.

De la tierra, el cielo es esencialmente una esfera gigante que rodea nuestro planeta. Toda esa esfera tiene un área de más de 40, 000 grados cuadrados. El ZTF utiliza una nueva cámara de alta resolución montada en el telescopio Schmidt de 48 pulgadas Samuel Oschin existente del Observatorio Palomar. Juntos, estos instrumentos forman el dúo que vio la luz recientemente, y después de meses de ajustes, podrán capturar imágenes de 3, 750 grados cuadrados cada hora.

Estas imágenes serán un orden de magnitud más numerosas que las producidas por la encuesta predecesora de ZTF en Palomar. Pero dado que estos objetos transitorios pueden desvanecerse o cambiar de posición en el cielo, Las herramientas de análisis deben ejecutarse casi en tiempo real a medida que ingresan las imágenes.

"Buscaremos cualquier cosa sutil que cambie con el tiempo, ", dijo Bellm." Y dada la cantidad de imágenes del cielo que ZTF tomará cada noche, que podrían ser decenas de miles de objetos de interés potencial identificados cada pocos días ".

Desde el punto de vista del análisis de datos, estas no son tareas fáciles. Pero, son precisamente el tipo de tareas en las que los astrónomos de la Universidad de Washington han estado trabajando en preparación para el Gran Telescopio de Encuesta Sinóptica, que se espera vea la primera luz en la próxima década. El LSST, ubicado en el norte de Chile, es otro proyecto de big data en astrofísica, y se espera que capture imágenes de casi todo el cielo nocturno cada pocos días.

"Los datos de las encuestas de ZTF afectarán a casi todos los campos de la astrofísica, así como prepararnos para el LSST en el futuro, "dijo Juric.