IU SCA consente l'esplorazione della regione del rigonfiamento della Via Lattea: IU News

May 22, 2023

La Via Lattea, la galassia che circonda il sole terrestre, è una galassia a spirale, con un fitto gruppo di stelle al centro e altri corpi stellari che ruotano lontano da essa. Un tempo si presumeva che il centro, noto anche come "rigonfiamento", fosse costituito da stelle molto antiche. Più recentemente, gli scienziati hanno appreso che il rigonfiamento galattico è un ambiente ricco e complesso, contenente ammassi stellari, oggetti catturati dalla gravità della Via Lattea, stelle ricche di metalli e alcune delle stelle più antiche della galassia. Vari fattori, come la complessa geometria delle linee di vista verso la galassia interna, insieme all’estremo affollamento e alle regioni di polvere e gas che oscurano la luce, hanno reso questa parte della galassia difficile da studiare e comprendere.

Il Blanco DECam Bulge Survey (BDBS), un progetto triennale finanziato dalla NSF, allevia queste difficoltà creando immagini di circa 200 gradi quadrati della regione del rigonfiamento della Via Lattea. Per fare ciò, il progetto utilizza la Dark Energy Camera (DECam) collegata al telescopio Blanco 4m presso l’Osservatorio interamericano di Cerro Tololo in Cile.

Cupola che circonda il telescopio Blanco di 4 metri presso l'Osservatorio interamericano di Cerro Tololo (CTIO)

A causa della difficoltà di studiare il rigonfiamento, i ricercatori tendono ad avere più successo nel comprendere la sua storia di formazione attraverso immagini multi-banda di alta qualità che sono sensibili alla composizione chimica delle stelle e consentono correzioni per l'estinzione e l'arrossamento lungo una linea di vista. . Christian Johnson, laureato all'Università dell'Indiana (Ph.D., 2010) e ricercatore presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrofisica, guida il progetto con il professor R. Michael Rich, astronomo ricercatore presso l'UCLA. Oltre a IU, Harvard e UCLA, il progetto BDBS comprende anche collaboratori dell'Osservatorio Astronomico di Shanghai, dell'Università del Michigan-Dearborn e dell'Università di Saint Martin.

Johnson osserva che il BDBS produce immagini nel vicino ultravioletto, ottiche e nel vicino infrarosso di circa 250 milioni di stelle nel bulge per svolgere questo compito. "I dati nel vicino UV consentiranno le prime indagini complete sulle stelle più vecchie del bulge e aiuteranno a trovare nuovi ammassi stellari e flussi di materiale in caduta; i dati ottici e nel vicino IR verranno utilizzati per studiare la composizione chimica delle stelle, strutture su larga scala, distribuzioni di età all’interno della Galassia interna e combinazioni di tutti e tre gli insiemi ci permetteranno di quantificare gli effetti della polvere nel gas sulle nostre osservazioni”.

Una mappa di densità della sorgente raggruppata comprendente 243.959.076 oggetti per l'impronta BDBS contigua. L'estinzione sostanziale limita la profondità ottica lungo le linee di vista vicino al piano galattico (visto qui come frangia oscura) mentre osservazioni incomplete e/o condizioni di osservazione sfavorevoli hanno portato a un minor numero di rilevamenti per un piccolo numero di campi (identificati qui da livelli di intensità media inferiori). Sono visibili più di 25 ammassi globulari, inclusi oggetti degni di nota come Messier 22 e FSR 1758. Il campo visivo DECam è visibile anche per alcuni campi in cui non è stato possibile ottenere dither multipli. Per gentile concessione di Christian Johnson.

Il Dr. Johnson ha lavorato con il Dr. Michael Young dello Scalable Compute Archive (IU SCA) dell'Università dell'Indiana per elaborare e analizzare le migliaia di immagini DECam utilizzando i cluster di calcolo Karst e Carbonate dell'Università dell'Indiana e il sistema di archiviazione condiviso Data Capacitor II, estraendo e correlando miliardi di dati astronomici. misurazioni delle stelle del bulge. Il dottor Young ha quindi sviluppato un sistema per consentire ai ricercatori di effettuare ricerche in questo ampio set di dati, compreso un portale (https://bdbs.sca.iu.edu) e una pipeline di elaborazione dei big data. Ha iniziato con lo stack di servizi e la base di codice di One Degree Imager - Portal, Pipeline e Archive (ODI-PPA: https://portal.odi.iu.edu), che ha rifattorizzato e adattato ai requisiti del progetto BDBS. Il dottor Young ha quindi creato un ambiente di esecuzione della pipeline che sfrutta i nodi "ad alta intensità di dati" di Karst configurati in un cluster Hadoop per esaminare quasi 250 milioni di righe e 4 miliardi di misurazioni astronomiche distinte quando i ricercatori inviano una query tramite l'interfaccia di ricerca del portale.