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    Un approccio Big Data alla catalogazione delle galassie

    Progettazione RCSED. Attestazione:Ivan Zolotukhin

    Gli astronomi della Lomonosov Moscow State University e i suoi collaboratori hanno pubblicato "The Reference Catalog of galaxy SEDs" (RCSED), che contiene informazioni a valore aggiunto circa 800, 000 galassie. Il catalogo è accessibile online, e i ricercatori hanno riferito sul loro sviluppo nel Supplemento al giornale di astrofisica . Due coautori sono studenti universitari della Facoltà di Fisica, Lomonosov Università statale di Mosca. Pur lavorando ancora sul catalogo, il team ha pubblicato alcuni documenti di ricerca basati sui loro dati, compreso un recente studio in Scienza .

    RCSED descrive le proprietà di 800, 000 galassie derivate dall'analisi dei dati elaborati. Per ogni galassia, presenta la sua composizione stellare, luminosità all'ultravioletto, ottico, e lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Da RCSED, i ricercatori possono anche accedere agli spettri galattici ottenuti dalla Sloan Digital Sky Survey, misure di righe spettrali, e proprietà determinate da questi dati, come la composizione chimica di stelle e gas. Questo rende RCSED il primo catalogo del suo genere che contiene analisi omogenee dettagliate per un numero così elevato di oggetti.

    Dott. Igor Chilingarian, un astronomo dell'Osservatorio Astrofisico Smithsonian, USA e ricercatore capo presso lo Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Università statale di Mosca, dice, "Per ogni galassia, forniamo anche una piccola immagine ritagliata da tre rilevamenti del cielo, che mostra come la galassia appare a diverse lunghezze d'onda. Questo ci fornisce i dati per ulteriori indagini”.

    Dott. Ivan Katkov, un ricercatore senior presso lo Sternberg Astronomical Institute aggiunge, "L'analisi dei profili delle linee di emissione presentata in RCSED è sostanzialmente più dettagliata e accurata dei dati pubblicati in altri cataloghi".

    RCSED è flessibile e facile da usare. Inserendo il nome dell'oggetto o le sue coordinate nel campo di ricerca, il sito web fornisce un'unica pagina di informazioni riferite a tale oggetto. Gli utenti possono accedere al catalogo anche tramite applicazioni di Osservatorio Virtuale come TOPCAT. Il sito web RCSED fornisce anche tutorial tra cui una tecnica che Igor Chilingarian e Ivan Zolotukhin hanno sfruttato per scoprire nuove galassie ellittiche compatte, hanno pubblicato nel documento di ricerca "Galassie ellittiche compatte isolate:sistemi stellari che sono scappati".

    Gli scienziati cittadini hanno assistito allo sviluppo del sito web del progetto. Tra loro c'erano esperti di alto livello nello sviluppo di software e nel web design, che hanno lavori diurni nelle aziende tecnologiche russe.

    Il Dr. Ivan Katkov aggiunge:"Il catalogo RCSED è stato possibile grazie all'applicazione di un approccio interdisciplinare Big Data, poiché abbiamo dovuto applicare algoritmi scientifici molto complessi a un grande set di dati in modo massicciamente parallelo. Infine, le competenze e le risorse disponibili presso le grandi aziende informatiche permetterebbero senza dubbio ai ricercatori di aumentare significativamente la qualità e la quantità dei risultati della ricerca e di fare molte importanti scoperte in astrofisica."

    Il fatto che il catalogo RCSED abbia suscitato un serio interesse nella comunità scientifica anche durante la sua fase di montaggio dimostra le sue grandi potenzialità. Negli ultimi tre anni, diversi ricercatori esterni hanno avuto accesso al catalogo su richiesta e, utilizzando i dati RCSED, pubblicato oltre una dozzina di articoli su riviste peer-reviewed. Il catalogo è il più grande al mondo omogeneo, set di dati a valore aggiunto per le galassie vicine, contenente informazioni raccolte con telescopi terrestri e spaziali.

    L'attuale versione del catalogo RCSED avrebbe potuto comprendere un numero maggiore di galassie o contenere ulteriori informazioni sugli oggetti attualmente inclusi, ma gli scienziati hanno deciso di concentrarsi su set di dati ben caratterizzati, descritti in dettaglio e con noti vantaggi e svantaggi. Però, tenendo conto dell'importanza del progetto per l'astronomia extragalattica e la cosmologia osservativa, il team RCSED andrà avanti e amplierà il catalogo nel prossimo futuro.

    Ci sono due direzioni principali per l'ulteriore sviluppo di RCSED:l'espansione del campione di galassie e l'incorporazione di nuovi dati per oggetti esistenti. Il team sta considerando di includere i dati nel vicino e medio infrarosso dall'indagine satellitare di tutto il cielo WISE per l'intero campione di galassia. Però, ciò richiede un lavoro metodico aggiuntivo per omogeneizzare i dati per le galassie a diversi redshift.

    Inoltre, è possibile espandere il campione principale di galassie includendo gli spettri dell'ultimo rilascio di dati dell'indagine SDSS-III. Questo compirà 800 anni, 000 a 1,5 milioni di oggetti.

    Incorporando i dati spettrali pubblicamente disponibili dall'archivio Hectospec si aggiungeranno 300, 000 a 400, 000 oggetti a distanze maggiori, i cui spettri sono stati raccolti con il telescopio MMT di 6,5 metri in Arizona. L'attuale rilascio di RCSED comprende principalmente galassie vicine (secondo misure cosmologiche), i cui redshift sono inferiori a 0,4, perché SDSS non includeva oggetti deboli. Perciò, l'universo primordiale non è affatto rappresentato nel catalogo. L'archivio Hectospec consentirà al team di spostarsi un po' più avanti lungo la scala delle distanze cosmologiche fino al redshift di 0,7. Se aggiungono diverse migliaia di galassie dall'indagine DEEP2 condotta con il telescopio Keck da 10 metri nei primi anni 2000, potrebbero ottenere informazioni sugli oggetti con redshift fino a 1.0, quando l'universo aveva meno della metà della sua età attuale.

    Igor Chilingarian conclude, "Saremo in grado di vedere il quadro globale in circa 10 anni, quando grandi sondaggi come DESI hanno raccolto da 25 a 30 milioni di spettri di galassie fino a spostamenti verso il rosso intermedi".


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