Una nuova, immagine composita della galassia di Andromeda realizzata combinando tre bande di luce visibile catturate da ZTF. L'immagine copre 2,9 gradi quadrati di cielo, che è un sedicesimo del campo visivo completo di ZTF. Andromeda, noto anche come Messier 31, è la galassia principale più vicina alla nostra galassia della Via Lattea, che si trova a 2,5 milioni di anni luce di distanza. Credito:ZTF/D. Goldstein e R. Hurt (Caltech)
I risultati stanno arrivando dalla più recente telecamera di rilevamento del cielo di Caltech, che ha iniziato le operazioni presso l'Osservatorio di Palomar nel marzo 2018. Denominato Zwicky Transient Facility, o ZTF, il nuovo strumento ha finora scoperto 50 piccoli asteroidi vicini alla Terra e più di 1, 100 supernovae, e ha osservato più di 1 miliardo di stelle nella galassia della Via Lattea. Uno degli asteroidi vicini alla Terra scoperti da ZTF, denominato 2019 AQ3, ha un periodo orbitale di soli 165 giorni, il più breve "anno" conosciuto per qualsiasi asteroide.
"È una cornucopia di risultati, "dice Shri Kulkarni, il ricercatore principale della ZTF e il professore di astronomia e scienze planetarie George Ellery Hale al Caltech. Recentemente, diversi nuovi articoli sui primi risultati e le specifiche tecniche per ZTF sono stati accettati per la pubblicazione sulla rivista Pubblicazioni della Società Astronomica del Pacifico . "Siamo operativi e stiamo fornendo dati alla comunità astronomica. Gli astronomi sono eccitati".
ZTF utilizza il telescopio Samuel Oschin da 48 pollici a Palomar per osservare i cieli del nord alla ricerca di qualsiasi cosa esploda, si sposta, o variazioni di luminosità. Poiché la telecamera ZTF copre 240 volte la dimensione della luna piena in una singola immagine del cielo notturno, è scoprire il più fugace, o di breve durata, di eventi cosmici, che erano impossibili da catturare prima d'ora.
"ZTF sta esaminando l'intero cielo del nord ogni tre notti, " dice Kulkarni. "Sta già scoprendo qualche supernova a notte, e ci aspettiamo che il tasso salga".
Il costo per sviluppare ed eseguire ZTF è di circa 24 milioni di dollari, con circa 11 milioni di dollari del finanziamento proveniente dal governo degli Stati Uniti tramite la National Science Foundation (NSF) e il resto proveniente da una collaborazione internazionale di partner. Un ulteriore sostegno viene dalla Fondazione Heising-Simons, insieme al Caltech stesso.
"L'inizio delle operazioni di routine di ZTF segna una nuova era nella nostra capacità di catturare i cambiamenti notturni e orari che traspirano nell'universo, "dice Anne Kinney, Vicedirettore NSF per le scienze matematiche e fisiche. "Ora stanno registrando eventi in tempo reale da supernovae lontane ad asteroidi vicini e sono pronti a scoprire le violente fusioni ed esplosioni che generano eventi di onde gravitazionali".
Poiché quasi la metà di ZTF è pagata dal governo degli Stati Uniti, quasi la metà delle sue osservazioni sono condivise pubblicamente in tempo quasi reale con la comunità di astronomia. Al variare, o transitorio, gli oggetti vengono rilevati, viene attivato un sistema di allerta automatizzato, inviare avvisi agli astronomi, che poi seguono rapidamente oggetti di notevole interesse usando altri telescopi, compresi i telescopi Hale da 60 pollici e 200 pollici a Palomar. Un programma finanziato dal NSF chiamato GROWTH, con 18 osservatori internazionali nell'emisfero settentrionale, segue anche gli avvisi ZTF.
Tutti i dati dalla telecamera ZTF vengono inviati tramite una rete a microonde gestita da UC San Diego all'IPAC, un centro di astronomia al Caltech che elabora e archivia fino a 4 terabyte di dati ogni notte. "Questa è la prima volta che l'IPAC genera avvisi in tempo reale da un sondaggio e la prima volta che un sondaggio rende pubblici fino a centinaia di migliaia di avvisi per notte, "dice George Helou, Co-investigatore ZTF e direttore esecutivo dell'IPAC. In definitiva, i dati dettagliati sono resi disponibili anche agli astronomi di tutto il mondo attraverso l'IPAC.
"Ci vogliono solo dai 10 ai 20 minuti dal momento in cui viene effettuata un'osservazione transitoria al momento in cui l'allarme si spegne, "dice Matthew Graham, lo scienziato del progetto ZTF al Caltech. Graham è specializzato in "big data, " e in particolare come gestire ed elaborare grandi flussi di dati astronomici. "È come gestire una grande redazione. Non abbiamo mai operato su questa scala prima, e gestire tutti i dati è una vera impresa, " lui dice.
Le scoperte di ZTF finora includono non solo nuove supernove, stelle binarie, e asteroidi, ma due buchi neri hanno catturato stelle a brandelli. Mentre le stelle vagano troppo vicino ai buchi neri, possono essere "disgregati dalla marea" dalla gravità del buco nero e allungati nell'oblio. Graham dice che lui e il team che lavorano sui dati sull'interruzione delle maree, guidato da Suvi Gezari dell'Università del Maryland, stufo di fare riferimento ai nomi tecnici degli oggetti, costituito da lunghe stringhe di numeri. "Abbiamo deciso di soprannominarli Ned Stark e Jon Snow, dopo i personaggi di Game of Thrones, " lui dice.
La ZTF ha anche catturato due asteroidi vicini alla Terra, 2018 NX e 2018 NW, che sfrecciava dalla Terra a distanze di soli 72, 000 miglia e 76, 000 miglia di distanza, rispettivamente, o circa un terzo della distanza tra la Terra e la luna. Queste scoperte sono state rese possibili dal programma GROWTH finanziato dalla NSF.
Il 4 gennaio 2019, ZTF ha catturato l'asteroide vicino alla Terra 2019 AQ3. "Questo è uno dei più grandi asteroidi con un'orbita interamente all'interno dell'orbita della Terra, una specie molto rara, " dice Quanzhi Ye, uno studioso postdottorato all'IPAC che per primo ha individuato l'asteroide nei dati ZTF.
Tom Principe, uno dei co-investigatori di ZTF e Ira S. Bowen Professor of Physics al Caltech, afferma che lo strumento è particolarmente abile nell'identificare nuove sorgenti di onde gravitazionali, in particolare, coppie di stelle compatte come nane bianche, che saranno osservate con i futuri rivelatori di onde gravitazionali spaziali.
"Perché copriamo così tanto cielo così spesso, possiamo trovare questi rari sistemi binari esotici che contengono due stelle nane bianche, ciascuno delle dimensioni della Terra ma circa la metà della massa del nostro sole. Si prevede che le loro orbite diventeranno sempre più piccole a causa della perdita di energia dovuta alle onde gravitazionali".
ZTF sta anche gettando le basi per il futuro Large Synoptic Survey Telescope (LSST) finanziato dalla NSF, che sarà, in ogni esposizione, scansiona un volume di cielo 13 volte più grande di quello scansionato da ZTF. LSST dovrebbe iniziare le operazioni nel 2022.
"Le stesse tecniche di allerta che ZTF sta sviluppando per le reti internazionali di osservatori per dare seguito ai suoi risultati saranno applicate a LSST quando si unirà alla ricerca, "dice Kinney.
I più recenti documenti ZTF sono:"The Zwicky Transient Facility:System Overview, Prestazione, e primi risultati, " guidato da Eric Bellm dell'Università di Washington; "The Zwicky Transient Facility:Science Objectives, " guidato da Graham; "The Zwicky Transient Facility:Data Processing, Prodotti, e Archivio, " guidato da Frank Masci di IPAC; "Apprendimento automatico per la ZTF, " guidato da Ashish Mahabal di Caltech; "The Zwicky Transient Facility Alert Distribution System, " guidato da Maria Patterson dell'Università di Washington; "The GROWTH Marshal:A Dynamic Science Portal for Time-domain Astronomy, " guidato da Mansi Kasliwal di Caltech; e "Un modello di classificazione morfologica per identificare le fonti PanSTARRS non risolte:applicazione nella pipeline ZTF in tempo reale, " guidato da Yutaro Tachibana del Tokyo Institute of Technology e Caltech e Adam Miller della Northwestern University e dell'Adler Planetarium.
