IU SCA permite a exploração da região do bojo da Via Láctea: IU News

May 22, 2023

A Via Láctea, a galáxia que circunda o sol da Terra, é uma galáxia espiral, com um grupo compacto de estrelas em seu centro e outros corpos estelares girando para longe dela. Já se assumiu que o centro, também conhecido como "protuberância", era composto de estrelas muito antigas. Mais recentemente, os cientistas aprenderam que o bojo galáctico é um ambiente rico e complexo, contendo aglomerados de estrelas, objetos em queda capturados pela gravidade da Via Láctea, estrelas ricas em metais, bem como algumas das estrelas mais antigas da galáxia. Vários fatores, como a geometria complexa das linhas de visão em direção ao interior da galáxia, juntamente com o apinhamento extremo e as regiões de poeira e gás que obscurecem a luz, tornaram essa parte da galáxia difícil de estudar e entender.

O Blanco DECam Bulge Survey (BDBS), um projeto de três anos financiado pela NSF, alivia essas dificuldades criando imagens de aproximadamente 200 graus quadrados da região do bojo da galáxia da Via Láctea. Para isso, o projeto utiliza a Dark Energy Camera (DECam) acoplada ao Telescópio Blanco 4m no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no Chile.

Cúpula ao redor do Telescópio Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano Cerro Tololo (CTIO)

Devido à dificuldade de estudar a protuberância, os pesquisadores tendem a ter mais sucesso em entender sua história de formação por meio de imagens multibandas de alta qualidade que são sensíveis à composição química das estrelas e permitem correções para extinção e avermelhamento ao longo de uma linha de visão. . Christian Johnson, formado pela Universidade de Indiana (Ph.D., 2010) e cientista pesquisador do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, lidera o projeto com o professor R. Michael Rich, astrônomo pesquisador da UCLA. Além de IU, Harvard e UCLA, o projeto BDBS também inclui colaboradores do Observatório Astronômico de Xangai, da Universidade de Michigan-Dearborn e da Universidade de Saint Martin.

Johnson observa que o BDBS produz imagens quase ultravioletas, ópticas e quase infravermelhas para cerca de 250 milhões de estrelas no bojo para realizar esta tarefa. "Os dados do ultravioleta próximo permitirão as primeiras investigações abrangentes das estrelas mais antigas do bojo e ajudarão a encontrar novos aglomerados estelares e fluxos de material em queda; os dados ópticos e do infravermelho próximo serão usados ​​para investigar a composição química das estrelas, estruturas de grande escala e distribuições de idade dentro da Galáxia interna e combinações de todos os três conjuntos nos permitirão quantificar os efeitos da poeira no gás em nossas observações."

Um mapa de densidade de origem agrupado compreendendo 243.959.076 objetos para a pegada BDBS contígua. A extinção substancial limita a profundidade óptica ao longo das linhas de visão perto do plano galáctico (visto aqui como franja escura), enquanto observações incompletas e/ou condições de observação ruins resultaram em menos detecções para um pequeno número de campos (identificados aqui por níveis de intensidade média mais baixos). Mais de 25 aglomerados globulares são visíveis, incluindo objetos notáveis ​​como Messier 22 e FSR 1758. O campo de visão da DECam também é visível para alguns campos onde múltiplos dithers não puderam ser obtidos. Cortesia de Christian Johnson.

O Dr. Johnson trabalhou com o Dr. Michael Young do Scalable Compute Archive (IU SCA) da Universidade de Indiana para processar e analisar milhares de imagens DECam usando os clusters de computação Karst e Carbonate da Universidade de Indiana e o sistema de armazenamento compartilhado Data Capacitor II, extraindo e correlacionando bilhões de dados astronômicos medições das estrelas do bojo. O Dr. Young então desenvolveu um sistema para permitir que os pesquisadores pesquisem esse grande conjunto de dados, incluindo um portal (https://bdbs.sca.iu.edu) e pipeline de processamento de big data. Ele começou com a pilha de serviços e a base de código do One Degree Imager - Portal, Pipeline e Archive (ODI-PPA: https://portal.odi.iu.edu), que refatorou e adaptou aos requisitos do projeto BDBS. O Dr. Young então construiu um ambiente de execução de pipeline que aproveita os nós de "dados intensivos" do Karst configurados em um cluster Hadoop para vasculhar quase 250 milhões de linhas e 4 bilhões de medições astronômicas distintas quando os pesquisadores enviam uma consulta por meio da interface de pesquisa do portal.