ヴェラ・ルービン天文台は気の遠くなるような量のデータを生み出すだろう

masapoco
投稿日 2023年12月1日 15:56
RubinSunset

NSFヴェラ・C・ルービン天文台が2025年に稼動すれば、天文学者にとって最も強力なツールのひとつとなり、8.4メートルの鏡と3.2ギガピクセルのカメラで毎晩空の大部分を撮影する。各画像は60秒以内に分析され、超新星のような一過性の現象を天文学者に警告する。毎年5ペタバイト(5,000テラバイト)もの新しい生画像が記録され、天文学者が研究できるようになる。

驚くなかれ、天文学者たちは高解像度のデータを手にするのを待ちきれないでいる。新しい論文は、膨大な量のデータをどのように処理し、整理し、普及させるかを概説している。全プロセスは、10年に及ぶと予想されるサーベイ期間中、3大陸のいくつかの施設を必要とする。

ルービン天文台は、チリのアンデス山脈の高地にある地上望遠鏡である。ルービン天文台の8.4mシモニサーベイ望遠鏡は、世界最大の魚眼レンズを搭載した世界最高解像度のデジタルカメラを使用する。カメラは小型車ほどの大きさで、重量はほぼ2,800kg。このサーベイ望遠鏡は動きが速く、4夜ごとに南半球の可視天空全体をスキャンすることができる。

Fabio Hernandez、George Beckett、Peter Clark、その他数名の天文学者は、プレプリント論文の中で、「高解像度の画像から、洗練されたアルゴリズムによって天体の自動検出と分類を行い、最終的に200億個の銀河と170億個の恒星とそれらに関連する物理的性質からなる天体カタログを作成する」と書いている。

ルービン天文台の主なプロジェクトは、Legacy Survey of Space and Time (LSST)であり、研究者たちは、このプロジェクトが500万個以上の小惑星帯天体、30万個の木星トロヤ群、10万個の地球近傍天体、4万個以上のカイパーベルト天体に関するデータを収集すると予想している。ルービン天文台は数日ごとに可視夜空をマッピングすることができるので、これらの天体の多くは何百回も観測されることになる。

望遠鏡が繰り返し観測するため、膨大なデータはこれらすべての天体の位置と軌道を計算するのに役立つだろう。

画像とデータは望遠鏡から即座にチリのラ・セレナにあるベース・ファシリティとチリのデータ・アクセス・センターに送られ、その後、各拠点を結ぶ専用の高速ネットワークを介して、フランスのリヨンにあるフランスのデータ・ファシリティCC-IN2P3、イギリスにあるイギリスのデータ・ファシリティ、IRISネットワーク、アメリカ・カリフォルニア州のSLAC国立加速器研究所にあるアメリカのデータ・ファシリティとデータ・アクセス・センターの3つのルービン・データ・ファシリティに送られる。また、米国アリゾナ州ツーソンにあるAURA(Association of Universities for Research in Astronomy)にも本部サイトがある。

撮影された画像は、3つの異なるタイムスケール(即時、日次、年次)に従って処理される。Hernandezらの論文では、毎晩の観測で収集された生画像がどのように素早く処理され(60秒以内)、明るさや位置が変化した天体が “過渡検出 “のためのアラートを生成し、発するかを概説している。 プロンプト・プロセッシングとして知られるこのプロセスでは、アラートに関連する専有期間はなく、アラートは即座に公開される。科学者たちは、プロンプト・プロセシングが一晩に何百万ものアラートを生成する可能性があると見積もっている。

観測から24時間以内に公開されるデイリープロダクトには、その夜の画像が含まれる。年間キャンペーンでは、調査開始以来収集された画像データセット全体を再処理する。

各データリリースには、最新の科学的アルゴリズムで処理されたサイエンスレディ画像に加え、生画像と校正画像が含まれる。また、検出されたすべての天体物理学的天体の特性を示すカタログも用意される。

「蓄積された生画像の年次処理によって生成されるデータプロダクトの量は、その年の入力データセットの平均2.3倍であり、サーベイ終了時には100ペタバイト以上に達すると推定される」と天文学者は書いている。彼らはまた、10年にわたる調査の間に、科学分析のために公開されるデータ量は1桁増加すると推定している。

ルービン天文台は、様々なサイエンスコラボレーションへのデータのアーカイブと普及のために、数種類のデータプロダクトとサービスを利用する。論文によると、Rubin LSSTの「サイエンスパイプライン」は約80種類のタスクで構成されており、これらはすべて共通のアルゴリズムコードベースと専用ソフトウェアの上に実装されている。データバトラーと呼ばれる機能があり、これはデータアクセスの詳細(データの場所、データフォーマット、アクセスプロトコルなど)を抽象化するソフトウェアシステムである。

ダークマターとダークエネルギーの研究、太陽系天体のインベントリの取得、過渡光学天体の探索、天の川のマッピング。

この年次リリースによって、これまでに撮影されたすべてのサーベイ画像が再処理され、組み合わされ、自動的に測定され、南天全体のますます深い画像と、それぞれの天体が時間とともにどのように変化してきたかをとらえた天体のカタログが得られるようになる。この年次データ処理は3つのデータ施設で実行され、最終データセットはSLACで組み立てられ、ルービン・サイエンス・プラットフォームを通じて天文学者や物理学者に提供される。

現在、ルービン天文台のデータは2年後に完全に公開される予定である。公開されたデータにどのようにアクセスできるのか、またこのアクセスにどのような資金を提供できるのかについては、まだ検討中である。


この記事は、NANCY ATKINSON氏によって執筆され、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス(表示4.0 国際)に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。



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