L'osservatore ottico dei transienti dell'onda gravitazionale che insegue Kilonova sta per guardare l'intero cielo
Ultimamente c'è stato un diluvio di interesse per le onde gravitazionali. Dopo il primo rilevamento ufficiale a LIGO / Vergine nel 2015 sono arrivati i dati che mostrano quanto siano effettivamente comuni questi fenomeni un tempo teorici. Di solito sono causati da una violenza inimmaginabile eventi , come una coppia di buchi neri . Tali eventi hanno anche la tendenza a emettere un altro tipo di fenomeni: la luce. Finora è stato difficile osservare qualsiasi ottica associata a questi eventi di emissione di onde gravitazionali. Ma un team di ricercatori spera di cambiare le cose con la piena attuazione del Osservatore di transitori ottici a onde gravitazionali (GOTO) telescopio.
Il progetto GOTO è progettato specificamente per trovare e monitorare le parti del cielo da cui altri strumenti, come LIGO, rilevano le onde gravitazionali. La sua incarnazione originale, conosciuta come il prototipo GOTO-4, è stata portata online nel 2017. Situato in La palma , nelle Isole Canarie, questo prototipo consisteva in quattro 'telescopi unitari' (UT) alloggiati in una cupola a conchiglia di 18 piedi. Nel 2020, questo prototipo è stato aggiornato a 8 UT, consentendo una visione molto più ampia del cielo.
Immagine del prototipo GOTO come lavoro.
Credito: Progetto GOTO
L'ampio campo visivo è necessario per il suo lavoro di rilevamento dei fenomeni ottici basati sulle onde gravitazionali, poiché la direzionalità delle onde gravitazionali è notoriamente difficile da definire. Più ampio è il campo visivo di un telescopio, più è probabile che sia in grado di rilevare un evento che si verifica.
Pertanto, gli operatori di GOTO hanno avviato un piano di aggiornamento nel 2020. Questi aggiornamenti includevano ulteriori 8 UT in una cupola separata presso lo stesso osservatorio, che dovrebbe essere aggiunto all'inizio del 2021. In modo più ambizioso, il team prevede di ricreare i due -array di unità a La Palma presso il Siding Spring Observatory nel Nuovo Galles del Sud, Australia. Con questi telescopi ai lati opposti del mondo, GOTO 'consentirà osservazioni di quasi 24 ore, assicurando che GOTO sia in grado di reagire agli avvisi ogni volta che si verificano' secondo un recente documento.
L'osservatorio dell'Università di Warwick sulle Isole Canarie, con le cupole GOTO a destra.
Credito: Progetto GOTO
Questi avvisi sono una parte estremamente importante della pianificazione osservativa di GOTO. Vengono dalla NASA Rete di coordinamento dei raggi gamma (GCN), un sistema di allerta che monitora non solo le onde gravitazionali, ma anche altri fenomeni che potrebbero produrre dati ottici interessanti, come kilonova o lampi di raggi gamma.
GOTO monitora questa rete attraverso il suo pacchetto software, che è anche un componente chiave per il funzionamento complessivo del sistema. Il sistema di controllo del telescopio GOTO (G-TeCS) è uno script Python personalizzato che monitora i segnali di interesse, calcola quale segnale ha la priorità più alta e quindi sposta fisicamente i telescopi in una posizione di osservazione. È anche in grado di fare tutto ciò in meno di 30 secondi, consentendo un'inversione di tendenza estremamente rapida per osservare questi fenomeni transitori di interesse.
Screenshot dal software di GOTO che mostra un potenziale candidato.
Credito: Progetto GOTO
Una volta posizionati i telescopi, G-TeCS è anche in grado di raccogliere e analizzare le immagini. Confronta qualsiasi immagine acquisita con un'immagine di calibrazione e utilizza un tipo di intelligenza artificiale noto come 'rete neurale convoluzionale' per assegnare un punteggio alla probabilità che abbia rilevato un segnale di interesse. Come per molte ricerche assistite dall'intelligenza artificiale, gli esseri umani sono l'ultima parte della catena di analisi. I ricercatori utilizzano uno strumento chiamato GOTO Marshall per convalidare individualmente obiettivi di alto interesse e possono anche programmare osservazioni di follow-up con altri telescopi nell'area.
I collaboratori dell'Osservatorio GOTO provengono da 3 diversi continenti e 5 diversi paesi.
Credito: Progetto GOTO
Tutto questo sistema software è controllato in remoto presso l'Università di Warwick, che guida il progetto GOTO, che comprende altre 9 istituzioni provenienti da Regno Unito, Australia, Tailandia, Spagna e Finlandia. Mentre continuano a implementare i miglioramenti pianificati e i dati continuano ad arrivare, inizieremo a essere in grado di visualizzare gli eventi catastrofici associati ad alcuni dei fenomeni più violenti dell'universo.
Per saperne di più:
arXiv: L'osservatore di transitori ottici a onde gravitazionali (GOTO)
Università di Warwick: Osservatorio ottico sui transitori di onde gravitazionali
Credito immagine principale: il prototipo del telescopio GOTO. Credito: Progetto GOTO