Szupernóvák futószalagon

Ma már nem számít újdonságnak, ha a távcsöveket interneten keresztül, egy másik kontinensről vezéreljük, vagy a felvételeket szoftverek segítségével nagy mennyiségben, automatikusan dolgozzuk fel, ahogy az sem, ha előre megadjuk egy távcsőnek, hogy mit és milyen sorrendben észleljen végig egy éjszaka alatt. A nemrég indult Palomar Transient Factory azonban most először kapcsolja össze ezeket a részfeladatok oly módon, hogy emberi beavatkozás nélkül jutunk el a kereséstől a részletes vizsgálatra érdemes égitestek kiválasztásáig, írta meg a Hírek.csillagászat.hu. Már a program neve is sokatmondó, hiszen a factory magyarul gyárat jelent.

Eredményt követelnek

Az egyre nagyobb és érzékenyebb detektorok, a szaporodó automata távcsövek annyi adatot termelnek, hogy már az automatizált részfeladatok (keresés, azonosítás, követés) összekapcsolásához sincs elég csillagász. Például ahhoz, hogy az éjszaka talált lehetséges szupernóvák alapján meghatározza, hogy a következő éjszaka mely galaxisokat kell észlelni, melyikről, milyen spektrum készüljön, és meddig kell majd követni a halványuló szupernóvákat. A szakmai illetve a financiális oldal pedig egyre jelentősebb eredményeket kíván. A mostanában divatos vizsgálatokhoz nagy mennyiségű, statisztikailag elemezhető adatokra van szükség, egy-egy égitest felfedezése, követése önmagában már kevés. Az egyre drágább műszerek, az egyre nehezebben megszerezhető anyagi forrásokkal kombinálva pedig kényszerítik a minél nagyobb és látványosabb eredményeket.

A Palomar Transient Factory három ország hét egyetemének és kutatóintézetének csillagászait és mérnökeit fogja össze. A program lelke egy nagyon híres távcső, a Palomar-hegyen felállított Oschin Schmidt-teleszkóp, mellyel az elmúlt hatvan évben üstökösök tucatjait, szupernóvák százait és kisbolygót ezreit fedezték fel. A Schmidt-teleszkópok azért alkalmasak égitestek keresésére, mert rendkívül nagy látómezőt adnak, az égbolt egy jelentős területét lehet egyetlen felvételen rögzíteni. Az 1949-ben átadott távcsövön egy 100 millió pixeles CCD kamera található, amely egyetlen felvételen 2,3x3,4 fokos területet tud rögzíteni. Az 1 perc expozíciós idejű képek határfényessége 20,5-21 magnitúdó, ami olyan, mintha egy Párizsban meggyújtott gyertyát szeretnénk észrevenni. Ezzel a határfényességgel a 2 milliárd fényévre felvillanó Ia típusú szupernóvákat is észre tudják venni. Éjszakánként az égbolt 500-600 négyzetfokos területét vizsgálják át, ami a Göncölszekér területének 4-5-szöröse.

Könnyen kiszámítható, hogy minden területről egyetlen felvételt készítve ennél jóval nagyobb égrészt lehetne átvizsgálni, ám a program nem csak szupernóvákat keres, hanem mindenre lő, ami változik. Ennek érdekében többféle visszatérési időt alkalmaznak, ami 90 másodperctől 5 napig terjed. Ez azt jelenti, hogy egyből két 1 perces képet vesznek fel ugyan arról az égrészről, majd az éjszaka folyamán több alkalommal is visszatérnek. Így nem csak a lassú fényváltozású szupernóvákat tudják felfedezni, melyhez elég lenne 5 naponként egy kép, hanem egyéb, gyorsan változó fényességű objektumokat: flercsillagokat, kataklizmikus változókat, RR Lyrae csillagokat, és reményeik szerint olyan objektumokat, melyeket eddig nem is ismertünk. A teljes távcsőidő 80 százalékát birtokló csapat az idő egy tizedében folyamatos megfigyeléseket is végez bizonyos területekről, melyeken exobolygók fedéseit fogják keresni. Az adatok egy nagy adatbázisba kerülnek, melyben majd hosszú távú változásokat is lehet keresni.

Feldolgozás

A program leglényegesebb eleme, másként a siker kulcsa azonban nem az adatgyűjtésben, hanem az adatfeldolgozásban rejlik. Az éjszakánként 100 gigabájtnyi anyagot valós időben dolgozzák fel, amihez óriási számítógépes kapacitás kell. A felvételek elkészültük után azonnal nagysebességű, mikrohullámú hálózaton keresztül a Lawrence Berkeley National Laboratory számítógép központjába kerülnek, ahol szuperszámítógépek dolgozzák fel az adatokat.

Az újonnan megjelent forrásokat a távcsővel korábban felvett referencia képek alapján azonosítják, fontosságukat pedig a két kép közötti fényességváltozás alapján döntik el. Ha már a 90 másodperces különbségű felvételen is nagyot változik a fényesség, magas prioritást kap az objektum.

Persze vigyázni kell a kisbolygókkal, a képen előforduló hibákkal, de a megfelelően beállított kritériumok alapján ezeket is nagy pontossággal válogatja le a szoftver. A lista néhány perc alatt elkészül, a célpontok adatait pedig máris lövik vissza a Palomar-hegyere, de nem a Schmidt-távcsőhöz, hanem egy másik teleszkóphoz, ami három fotometriai tartományban megkezdi az egyedi égitest követését. Ehhez persze figyelembe veszi a helyzetüket, fényességüket, prioritásukat, melyek alapján igyekszik a legoptimálisabban beosztani a távcsőidőt. Mindez szoftverek segítségével, emberi kéz érintése nélkül.

A tudományos kutatómunka 2009. február 18-án kezdődött, március 2-án pedig megtörtént az első felfedezés is. Egy 18,6 magnitúdós, Ia típusú szupernóva akadt a kutatók hálójába, amely egy 1 milliárd fényév távolságban lévő galaxisban robbant fel. Ennek megállapításához színképet kellett készíteni az égitestről, ami a program egyetlen olyan pontja, amely nincs automatizálva: a kutatásban részt vevő Hale-teleszkópot még csillagászok irányítják. Március 17-én egyetlen éjszaka alatt 13 új forrást azonosítottak, május végéig pedig összesen 40 szupernóvát és négy kataklizmikus változót találtak. "Az előző felmérés, amelyben dolgoztam, 30 szupernóvát fedezett fel két év alatt." - nyilatkozta Robert Quimby, a szoftveres fejlesztőcsapat vezetője.