IU SCA permet l'exploration de la région du renflement de la Voie lactée : IU News

May 22, 2023

La Voie lactée, la galaxie qui entoure le soleil de la Terre, est une galaxie spirale, avec un groupe serré d'étoiles en son centre et d'autres corps stellaires qui s'en éloignent. On supposait autrefois que le centre, également connu sous le nom de "renflement", était composé d'étoiles très anciennes. Plus récemment, les scientifiques ont appris que le renflement galactique est un environnement riche et complexe, contenant des amas d'étoiles, des objets tombants capturés par la gravité de la Voie lactée, des étoiles riches en métaux, ainsi que certaines des étoiles les plus anciennes de la galaxie. Divers facteurs, tels que la géométrie complexe des lignes de visée vers la galaxie intérieure, ainsi que des régions de poussière et de gaz extrêmement encombrantes et obscurcissantes, ont rendu cette partie de la galaxie difficile à étudier et à comprendre.

Le Blanco DECam Bulge Survey (BDBS), un projet de trois ans financé par la NSF, atténue ces difficultés en créant des images d'environ 200 degrés carrés de la région du renflement de la galaxie de la Voie lactée. Pour ce faire, le projet utilise la caméra à énergie noire (DECam) fixée au télescope Blanco de 4 m à l'observatoire interaméricain Cerro Tololo au Chili.

Dôme entourant le télescope Blanco de 4 mètres à l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (CTIO)

En raison de la difficulté d'étudier le renflement, les chercheurs ont tendance à mieux comprendre l'histoire de sa formation grâce à une imagerie multibande de haute qualité qui est sensible à la composition chimique des étoiles et permet de corriger l'extinction et le rougissement le long d'une ligne de visée. . Christian Johnson, diplômé de l'Université de l'Indiana (Ph.D., 2010) et chercheur au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dirige le projet avec le professeur R. Michael Rich, chercheur astronome à l'UCLA. Outre IU, Harvard et UCLA, le projet BDBS comprend également des collaborateurs de l'Observatoire astronomique de Shanghai, de l'Université du Michigan-Dearborn et de l'Université Saint Martin.

Johnson note que le BDBS produit des images dans le proche ultraviolet, optique et proche infrarouge pour environ 250 millions d'étoiles dans le renflement pour accomplir cette tâche. "Les données dans le proche UV permettront les premières enquêtes complètes sur les étoiles les plus anciennes du renflement et aideront à trouver de nouveaux amas d'étoiles et des flux de matériaux entrants ; les données optiques et proches de l'IR seront utilisées pour étudier la composition chimique des étoiles, des structures à grande échelle et des distributions d'âge dans la galaxie intérieure, et des combinaisons des trois ensembles nous permettront de quantifier les effets de la poussière dans le gaz sur nos observations."

Une carte de densité de source regroupée comprenant 243 959 076 objets pour l'empreinte BDBS contiguë. Une extinction substantielle limite la profondeur optique le long des lignes de visée près du plan galactique (vue ici sous forme de franges sombres) tandis que des observations incomplètes et/ou de mauvaises conditions d'observation ont entraîné moins de détections pour un petit nombre de champs (identifiés ici par des niveaux d'intensité moyens inférieurs). Plus de 25 amas globulaires sont visibles, y compris des objets notables tels que Messier 22 et FSR 1758. Le champ de vision DECam est également visible pour certains champs où plusieurs tramages n'ont pas pu être obtenus. Avec l'aimable autorisation de Christian Johnson.

Le Dr Johnson a travaillé avec le Dr Michael Young de Scalable Compute Archive (IU SCA) de l'Université de l'Indiana pour traiter et analyser les milliers d'images DECam à l'aide des grappes de calcul Karst et Carbonate de l'Université de l'Indiana et du système de stockage partagé Data Capacitor II, extrayant et corrélant des milliards d'images astronomiques. mesures des étoiles bombées. Le Dr Young a ensuite développé un système permettant aux chercheurs de rechercher dans ce vaste ensemble de données, y compris un portail (https://bdbs.sca.iu.edu) et un pipeline de traitement de données volumineuses. Il a commencé avec la pile de services et la base de code de One Degree Imager - Portal, Pipeline, and Archive (ODI-PPA : https://portal.odi.iu.edu), qu'il a remaniés et adaptés aux exigences du projet BDBS. Le Dr Young a ensuite construit un environnement d'exécution de pipeline qui tire parti des nœuds Karst "à forte intensité de données" configurés dans un cluster Hadoop pour parcourir près de 250 millions de lignes et 4 milliards de mesures astronomiques distinctes lorsque les chercheurs soumettent une requête via l'interface de recherche du portail.

Selon Caty Pilachowski, professeur émérite et titulaire de la chaire Daniel Kirkwood du département d'astronomie de l'Université de l'Indiana, "les données photométriques de l'enquête permettent aux astronomes d'étudier l'origine, l'évolution et la structure de l'intérieur de la Galaxie. À partir des données photométriques, nous peut déterminer les âges et les compositions des différentes populations d'étoiles qui composent le Renflement, et retracer leurs origines.La région d'étude comprend également plus d'une douzaine d'amas d'étoiles globulaires, qui sont des reliques fossiles des premiers épisodes de formation d'étoiles lors de la formation de la galaxie. ."