Afrika Selatan Mengembangkan “Observatorium Cerdas” Pelacakan Sementara – Para astronom di negara ini mengadaptasi algoritma dan meningkatkan peralatan untuk memungkinkan jaringan teleskop optik memilih dan mengamati target secara mandiri.
Afrika Selatan Mengembangkan “Observatorium Cerdas” Pelacakan Sementara
siriusobservatories – Pada 18 Agustus 2017, astronom Petri Vaisanen berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat—dekat teleskop raksasa. Sehari sebelumnya observatorium LIGO dan Virgo telah mendeteksi gelombang gravitasi, dan para astronom di seluruh dunia mati-matian mencari akses ke teleskop sehingga mereka dapat mengamati sisa-sisa tabrakan bintang neutron yang telah mengirimkan riak melalui ruang dan waktu.
Baca Juga : Observatories Astronomi Universitas Federal Kazan
Malam itu, Vaisanen kebetulan menjadi pengamat di Southern African Large Telescope (SALT), sebuah teleskop optik 11 m di dekat Sutherland, Afrika Selatan. Dengan menggunakan koordinat yang diteruskan kepadanya oleh rekan South African Astronomical Observatory (SAAO) dalam kolaborasi LIGO dan Virgo, ia mampu menghasilkan salah satu spektrum optik pertama yang secara jelas menunjukkan sisa bola api yang dihasilkan dari tabrakan hebat.
Kehadiran Vaisanen di ruang observasi malam itu adalah kesempatan murni, katanya pada konferensi merayakan ulang tahun ke-200 SAAO pada bulan Oktober. Inisiatif baru di SAAO bertujuan untuk mengambil sedikit keberuntungan dari mengamati peristiwa singkat namun penting di masa depan.
Para astronom dan insinyur di sana sedang mengembangkan “observatorium cerdas”, di mana teleskop jaringan akan menerima dan menyaring peringatan penemuan dari fasilitas di seluruh dunia dan kemudian secara otomatis menunjuk ke objek astronomi yang menarik. Untuk mencapai kemampuan itu, SAAO sedang melakukan perkuatan teleskop optik yang andal, tetapi juga relatif tua.
Transien, seperti tabrakan bintang neutron, adalah bidang studi astrofisika yang berkembang. Target lainnya termasuk ledakan radio cepat (lihat Physics Today , Januari 2021, halaman 15 ), supernova, dan ledakan sinar gamma. Meskipun para astronom sedang mencari cara untuk lebih cepat menyebarluaskan rincian penemuan sementara yang baru, proses saat ini sering kali melibatkan rangkaian panggilan telepon dan email yang memakan waktu. Proses otomatis menawarkan keuntungan dalam mengidentifikasi target dan memulai pengamatan dengan penundaan minimal.
Situs SAAO Sutherland adalah rumah bagi lebih dari dua lusin teleskop optik dengan ukuran berbeda. Beberapa di antaranya dimiliki sepenuhnya oleh Afrika Selatan; yang lain di-host sebagai imbalan untuk mengamati waktu dan data. Tujuannya adalah agar semua teleskop tergabung dalam satu jaringan yang dikendalikan oleh algoritma terpusat.
Setelah menerima peringatan dari lembaga mitra, observatorium cerdas akan memprioritaskan target astronomi tertentu, menentukan teleskop dan instrumen terbaik untuk pengamatan, dan kemudian secara otomatis memasukkan durasi dan lokasi pengamatan yang diperlukan ke dalam antrian pengamatan teleskop. “Memiliki kemampuan untuk mengakses serangkaian instrumen pada saat yang sama, itu hebat,” kata ilmuwan observatorium SALT, Lisa Crause.
Insinyur proyek telah mulai memodifikasi tiga teleskop milik lokal untuk memungkinkan pengamatan otomatis jarak jauh. Tim telah mengadaptasi teleskop SALT, yang merupakan teleskop optik terbesar di Belahan Bumi Selatan, sehingga para astronom dapat mengamati dan memilih instrumen dari jarak jauh.
Mengotomatiskan instrumen lama SAAO adalah tugas yang sulit. Teleskop observatorium 1,9 m, misalnya, berusia sekitar 80 tahun. Untuk saat ini, tiga instrumen pengamatannya—untuk pencitraan, memperoleh spektrum, dan mengukur polarisasi—harus ditukar masuk dan keluar secara manual oleh teknisi.
Prestasi luar biasa dari perkuatan teleskop optik didukung oleh para insinyur teleskop radio negara itu. Setelah merancang dan membangun teleskop radio MeerKAT 64 piringan Afrika Selatan, mereka menunggu konstruksi Array Kilometer Persegi untuk dimulai dalam dua tahun ke depan.
SKA akan menjadi observatorium radio terbesar di dunia, dengan ratusan antena di benua Afrika dan lebih dari satu juta antena di Australia . “Kami menyediakan sumber daya dan pendanaan langsung terutama untuk memastikan pekerjaan yang menguntungkan bagi semua teknisi kami . . . dan untuk membantu disiplin astronomi optik,” kata Willem Esterhuyse, kepala teknik di South African Radio Astronomy Observatory.
Di sisi perangkat lunak, SAAO membangun keahlian kolaborator, Las Cumbres Observatory . LCO melacak peristiwa sementara dengan jaringan teleskop global, termasuk beberapa di situs Sutherland, yang dilengkapi dengan instrumen seragam.
Las Cumbres memelopori perangkat lunak sumber terbuka yang memungkinkan jaringannya menerima peringatan dari peneliti atau proyek survei besar dan secara otomatis menjadwalkan pengamatan pada satu atau lebih teleskop. Perangkat lunak mempertimbangkan apa yang perlu diobservasi dan kapan, dan jika diperlukan dapat membuat pengamatan terjadwal keluar dari antrian.
Apa yang membedakan observatorium cerdas SAAO dari LCO dan proyek lainnya adalah akses otomatisnya ke teleskop dengan ukuran berbeda dan beragam instrumen komponen di satu lokasi. “Meliputi skala besar ini, dari teleskop 1,9 meter hingga 11 meter, ini benar-benar baru,” kata Mirko Krumpe, astronom di Institut Leibniz untuk Astrofisika Potsdam yang mengerjakan data dari teleskop eROSITA berbasis ruang angkasa dan berkolaborasi. dengan SAAO.
“Apa yang mereka coba lakukan sangat luar biasa,” kata ilmuwan proyek LCO Rachel Street tentang aspirasi SAAO. Observatorium cerdas akan menggunakan versi yang diadaptasi dari perangkat lunak Manajer Target dan Observasi LCO , yang, antara lain, memungkinkan para astronom untuk dengan mudah berinteraksi dan menampilkan data pengamatan mereka. “SAAO ingin mengatakan, ‘Beri tahu kami apa yang perlu kami amati [untuk Anda] dan kami akan mengirimkan data yang dikurangi,’” kata Street. “Mereka akan menyampaikan pengamatan itu di berbagai instrumen dan panjang gelombang. Itu memotong jalan menuju sains.”
Tidak seperti observatorium robot murni, teleskop SAAO, seperti SALT, juga memiliki waktu yang dialokasikan untuk mengamati para astronom. Ketika satu teleskop sedang digunakan, observatorium cerdas akan mengalihkan peringatan pengamatan yang masuk ke teleskop lain yang tersedia di situs Sutherland. Peringatan mana yang lebih disukai masih didiskusikan, kata Vaisanen, yang sekarang menjadi direktur observatorium. “Itulah mengapa penting untuk menuliskan aturan atau diagram alur terlebih dahulu; jika tidak, Anda akan terlibat dalam pertarungan hebat.”
Tim berencana untuk memiliki setengah lusin teleskop yang ditingkatkan dan siap untuk pengamatan cerdas pada akhir tahun depan, ketika Observatorium NSF Vera C. Rubin di Chili memulai Legacy Survey of Space and Time (LSST). Teleskop observatorium 8,4 m akan memindai bidang besar langit, bertindak sebagai mesin penemuan untuk transien dan fenomena lainnya. Survei ini akan menghasilkan sekitar 10 juta peringatan setiap malam, dan akan menjadi peran observatorium lain, seperti SAAO, untuk menindaklanjutinya secepat mungkin.
Federica Bianco, koordinator kolaborasi sains proyek, mengatakan algoritma dan teleskop cerdas, seperti yang direncanakan SAAO, diperlukan untuk mengikuti banjir data yang keluar dari survei besar seperti LSST. “Anda tidak dapat mengambil waktu satu bulan untuk memutuskan apa yang layak diikuti,” katanya. “Anda membutuhkan otomatisasi dalam memilih apa yang akan diamati, dan otomatisasi dalam mengarahkannya, mengumpulkan data secara optimal. Anda tidak punya cukup waktu untuk membuat keputusan individu.”