피츠버그 연구원들은 루빈 망원경 데이터를 발견으로 전환하는 데 중요한 역할을합니다.
천문학 자, 물리학 자 및 과학 애호가들은 이번 주 칠레 북부에 위치한 베라 루빈 천문대의 거대 망원경에서 우주의 눈부신 이미지를 처음으로 엿볼 수있었습니다. 빛나는 은하, 소용돌이 치는 분홍색 성운 및 수천 개의 소행성이 전례없는 규모로 전시되었습니다.
전망대가 올해 말 공간과 시간에 대한 레거시 조사 (LSST)를 시작했을 때, 향후 10 년 동안 은하에 대한 우주 보물 가슴을 포착하여 천문학을 혁신 할 것으로 예상됩니다. 그러나 피츠버그에 본사를 둔 과학자들의 도움 없이는 모든 데이터를 분석 할 수 없습니다.
Carnegie Mellon University의 물리학과의 임시 책임자 인 Rachel Mandelbaum은“LSST는 남부 하늘의 각 지점을 800 번 정도 관찰 할 것이며, 이는 40 억 명의 물체를 너무 많이 관찰하므로 30 조의 관찰이 효과적으로 관찰 될 것입니다.
만델 바움은 루빈 천문대의 데이터는 천문학 자들이 이전에 포기 한 것 이상이라고 말했다. 그녀와 다른 CMU 연구원들은 루빈 망원경에서 예상되는 대규모 데이터 세트를 처리 할 수있는 최첨단 분석 도구를 개발하는 팀의 일원입니다.
칠레 북부의 Cerro Pachón 정상에 지어진이 천문대는 건조한 공기와 어두운 하늘이 세계 최고의 관찰 장소 중 하나를 제공하는 전략적으로 배치됩니다. 매일 밤 Rubin의 망원경으로 캡처 한 이미지는 칠레에서 전 세계 데이터 센터로 전달됩니다.
월요일에 발표 된 첫 번째 이미지에서 수천 개의 발견이 공개되었으며, 이전에는 본 적이없는 2,100 개 이상의 소행성을 포함하여 수천 개의 발견이 발표되었습니다. 이미지는 남부 하늘을 탐험하기위한 10 년 동안의 사명의 일부인 10 시간 이상의 시험 관찰을 취했습니다. LSST는 향후 10 년 동안 약 200 억 은하의 이미지를 포착 할 것으로 예상됩니다.
LSST는 세계에서 가장 큰 3,200 메가 픽셀 카메라를 사용하여 매일 밤 매우 높은 정의로 20 개의 테라 바이트의 데이터를 생산할 것입니다. 전망대에 따르면, 400 개의 4K 고화질 텔레비전 화면이 이미지를 원래 크기로 보려면 필요합니다. 전체적으로이 프로젝트는 60 개의 페타 바이트의 데이터를 생산할 것으로 예상됩니다.
CMU와 Washington University 간의 협업 인 LINCC (LSST 협업 및 컴퓨팅을위한 학제 간 네트워크) 프레임 워크 프로젝트는 LSST가 요구하는 규모와 복잡성을 충족시키는 데 필요한 복잡한 계산 소프트웨어를 만들었습니다.
Jeremy Kubica에 따르면 Lincc Frameworks의 엔지니어링 담당 이사는 박사 학위를 취득했습니다. CMU의 로봇 공학 에서이 규모의 데이터를 분석하기위한 소프트웨어 인프라는 몇 년 전에 존재하지 않았습니다.
“LSST는 과학자들이 새로운 발견을하기 위해 파고 들기를 원할 수있는 수조 개의 관찰을 생성 할 것”이라고 그는 말했다. “그리고 데이터 세트를 다운로드하고 로컬로 분석하는 것과 같은 이전의 작업 방법은 가능하지 않습니다.”
LINCC 프레임 워크는 여러 분야의 팀을 구성하여 기초 과학, 인공 지능, 로봇 공학, 공학 및 데이터 분석에서 CMU 및 UW의 능력을 활용했습니다.
LINCC 팀이 개발 한 하나의 프로그램은 계산 방법을 사용하여 소행성이 어려운 소행성을 밝힙니다. Kubica는 가상의 궤적에 기초하여 운동을 정렬함으로써 새로 보이는 소행성은 태양계의 형성에 대한 통찰력을 제공 할 수 있다고 말했다.
“그 뒤에 아이디어는 모두 정렬 된 많은 이미지를 찍고 서로 위에 쌓아 올리면 디머 객체를 볼 수 있습니다.”단일 이미지에서 볼 수없는 것입니다. “우리는 다른 소행성 기술로 찾을 수없는 많은 물건을 찾기를 바라고 있습니다.”
다른 CMU 졸업생들은 계산 방법을 사용하여 세부 사항을 향상시켜 망원경 렌즈가 수집 한 이미지를 향상시키기 위해 노력하고 있습니다. Chanhyuk Park, 박사 CMU의 후보자는 미국 에너지 부 및 Argonne National Laboratory와 협력하여 루빈 데이터를 분석하는 방법을 개발하고 있습니다.
CMU의 12 명 이상의 교수진, 교직원 및 학생들은 지난 20 년 동안 Rubin Observatory 및 그 연구를 계획했습니다.
또한 LSST 프로젝트 작업은 피츠버그 대학의 물리 및 천문학과의 연구원입니다. 그들의 연구는 연구자들이 3D 맵의 은하 거리를보다 정확하게 측정하고 관찰의 변화를 더 잘 감지하고 전 세계의 데이터를 전파하는 데 도움이 될 것입니다.
Pitt의 물리 및 천문학 교수 인 Michael Wood-Vasey는 15 년 동안 LSST와 함께 초신성 과학 과학 계획을 이끌었습니다. 그는 과학자들 사이의 협력이 수십억의 항목과 함께 데이터 카탈로그를 저장, 저장 및 공유 할 수있게 해주 었다고 말했다.
“천문학적 경험을 가진 우수한 소프트웨어 엔지니어 팀을 보유하고 있으며, 큰 설문 조사에서 물건을 사용하는 방법에 대한 맥락을 가진 천문학 자들과 짝을 이루는 것은 Rubin Construction Project에서 잘 작동했습니다.”
Wood-Vasey의 작품은 어두운 에너지의 본질을 발견하는 데 중점을 둡니다. LSST는 암흑 에너지와 우주에 대한 영향에 대한 새로운 정보를 제공 할 것으로 예상됩니다. Wood-Vasey는 설문 조사에서 나올 것으로 예상되는 수많은 새로운 정보의 한 층에 불과하다고 말했다.
“과거 설문 조사에서, 우리는 하늘의 전체 지역을 비워 둘 것”이라고 그는 말했다. “그러나 LSST는 모든 사람을위한 것이며 모든 과학을위한 것입니다.”
LSST가 다양한 데이터 및 이미지를 생산하기 시작하면 저장 및 분석이 필요합니다. Kubica에 따르면 계산 전문가의 작업이 막 시작되고 있음을 의미합니다.
Kubica는“크기는 파이프 라인의 후반 단계가 여전히 과학자들에게 계산 과제를 제시한다는 것을 의미합니다. “우리의 목표는 실제로 데이터의 과학적 분석에서 계산 병목 현상을 찾고 제거함으로써 과학자들을 가능하게하는 것입니다.”
Mandelbaum은 LINCC의 현재 최첨단 데이터 분석 외에도 새로운 발견이 이루어짐에 따라 새로운 계산 전략이 필요할 수 있다고 언급했습니다.
Mandelbaum은“새로운 데이터 세트는 이전에 보지 못한 현상을 식별 할 때 새로운 질문을 일으킨다”고 말했다. “우리 모두가 흥분하는 것 중 하나는 LSST와 데이터를 사용하여 물어볼 수있는 완전히 새로운 질문에서 발생할 과학적 관점의 변화입니다.”
