Kai Observatorija „Vera C. Rubin“ pradės savo naująją misiją, ji pakeis žmonijos žvilgsnį į Visatą: per artimiausią dešimtmetį bus fiksuojami iki šiol neregėti 20 mlrd. galaktikų vaizdai. Kiekvieną dieną apdorojant daugiau kaip 10 terabaitų duomenų, bus galima matyti dar niekada nefiksuotas detales ir geriau suprasti spartėjančią kosmoso plėtrą.
Ši mokslinė observatorija, įrengta Čilėje, žymi naują kartą astronomijoje ir siekia atskleisti paslaptingą tamsiosios energijos prigimtį. Manoma, kad ji sudaro apie 70 % viso kosminio turinio.
Nauja astronomijos era: Rubin observatorijos galia
Ant tamsaus dangaus kalno viršūnės įsikūrusi Rubin observatorija pradeda tai, ką jos mokslininkai vadina nauja astronomijos era. To priežastis – galimybė kurti itin plataus kampo ir labai gilius vaizdus, kurių raiška siekia 3200 megapikselių.
Teleskopas turi didžiausią kada nors pastatytą optinę kamerą. Vienas jos kadras dengia plotą, prilygstantį keturiasdešimčiai pilnų Mėnulio diskų, o tikslumas toks, kad iš 24 km atstumo būtų galima atskirti mažos vaisiaus rūšį.
Pirmosios bandomosios nuotraukos, pristatytos praėjusiais metais, jau atskleidė naujų objektų: anksčiau nepastebėtų asteroidų spiečių, kintamųjų žvaigždžių Paukščių Take ir itin gilius galaktikų spiečių vaizdus.
Ši technologija leidžia nuo šios savaitės kasnakt skelbti šimtus tūkstančių kintamų dangaus objektų, realiuoju laiku parodant dinamišką Visatos prigimtį.
Pagrindinė misija: Erdvės ir laiko paveldo tyrimas
Vienintelis Rubin observatorijos darbo tikslas per ateinantį dešimtmetį bus Erdvės ir laiko paveldo tyrimas (angl. Legacy Survey of Space and Time, LSST). Juo siekiama atsakyti į esminius klausimus, kurių įprasta fizika Žemėje atkartoti nesugeba.
Nuosekliai stebint pietinį dangų, neregėtu detalumu bus matoma apie šimtą milijardų mūsų Galaktikos žvaigždžių ir daugybė mažųjų Saulės sistemos kūnų. Tai suteiks istoriškai precedento neturinčią dangaus objektų matomumo ir registravimo apimtį.
Milžiniški duomenų srautai ir rekordiniai katalogai
Viena iš svarbiausių projekto charakteristikų – duomenų greitis ir apimtis. Rubin teleskopas kasnakt generuos apie 10 terabaitų duomenų, o per vienus metus jų bus daugiau nei visi ankstesni optiniai observatorijų archyvai kartu sudėjus.
Objektų katalogas taip pat bus beprecedentis. Saulės sistemoje, mokslininkų vertinimu, Rubin aptiks apie 6 mln. asteroidų. Galaktikos mastu duomenų bazėje atsiras vaizdai ir įrašai apie 17 mlrd. žvaigždžių. Už mūsų Galaktikos ribų bus užfiksuota 20 mlrd. galaktikų, o tą pačią dangaus sritį kamera fotografuos iki 100 kartų per metus.
Tamsioji medžiaga, tamsioji energija ir spartėjanti Visatos plėtra
Šiuose milžiniškuose duomenų rinkiniuose tyrėjai tikisi geriau suprasti tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos sudėtį bei elgesį. Tikslus kosminės plėtros spartėjimo įvertinimas gali reikšti radikalų lūžį kosmologijoje.
Naujausi stebėjimai rodo, kad Visatos plėtra gali kisti laikui bėgant. Patvirtinti arba paneigti šią prielaidą labai svarbu, nes tai lems, kurios teorijos gali paaiškinti šį reiškinį. Šiuo metu spartėjanti plėtra siejama su tamsiąja energija, kuriai priskiriama apie 70 % visos Visatos energijos, tačiau jos prigimtis vis dar neaiški.
Dirbtinis intelektas ir paskirstytoji kompiuterija
Tokio masto duomenys verčia keisti technologinę infrastruktūrą. Kiekvieną naktį, dešimt metų iš eilės, planuojama automatiškai apdoroti iki 10 mln. aptikimų.
Šiam kiekiui apdoroti būtina dirbtinio intelekto ir paskirstytosios kompiuterijos pagalba. Šios technologijos sukurtos tam, kad būtų galima per kelias minutes išanalizuoti, suskirstyti ir bendrinti informaciją.
Bendruomenės agentai: tarpininkai tarp duomenų ir visuomenės
Tokio masto kosminių reiškinių atranka ir prioritetų nustatymas reikalauja ypatingos strategijos. Rubin teleskopas tam paskyrė septynis vadinamuosius bendruomenės agentus – tarptautines komandas, veikiančias kaip tarpininkai tarp žalių duomenų srautų, greitos analizės ir viešo sklaidos proceso.
Ypač išsiskiria „Fink“ – konsorciumas, vienijantis šimtus įvairių šalių mokslininkų ir inžinierių. Jo tikslas – realiuoju laiku atpažinti reikšmingiausius reiškinius, apdorojant nuo tūkstančių iki milijonų dangaus įvykių vos per kelias minutes.
„Fink“ infrastruktūra savo architektūra primena debesų kompiuterijos paslaugų tinklus ir iš esmės keičia darbą su astronominiais duomenimis. Apdoroti „Fink“ duomenys, kaip ir kitų bendruomenės agentų, viešai prieinami specialiai sukurtais internetiniais portalais.
Piliečių mokslas: kaip gali prisidėti kiekvienas
Viena iš išskirtinių Rubin projekto pusių – kvietimas plačiai piliečių mokslo veiklai. Bet kuris žmogus gali iš namų prisidėti prie kosminių vaizdų ir šviesos blyksnių analizės.
Pirmąją teleskopo šviesą jau dabar galima tyrinėti specialiomis programomis. „SkyViewer“ leidžia nagrinėti giliuosius dangaus vaizdus, o „Orbitviewer“ – sekti naujai aptiktų asteroidų orbitas.
Dvi konkrečios platformos įtraukia visuomenę dar aktyviau: „Rubin Detectives de Diferencias“ suteikia galimybę padėti aptikti skirtumus tarp dangaus nuotraukų, o „Rubin Atrapacometas“ kviečia dalyvauti ieškant naujų kometų astronominiuose įrašuose.
Šios piliečių mokslo iniciatyvos yra bendruomenės agentų atvirų duomenų strategijos dalis. „Fink“ portalas leidžia visuomenei pasiekti naujausius Rubin aptikimus praėjus vos kelioms minutėms po stebėjimo.
Nors pradinis duomenų formatas gali neatrodyti taip įspūdingai, kaip tradicinės astronominės nuotraukos, jų mokslinė vertė slypi kiekyje ir išsamume. Tai suteikia tiesioginę prieigą prie paties atradimo proceso ir leidžia visuomenei iš arti sekti, kaip kuriamas naujas detalus Visatos žemėlapis.
