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    Une approche Big Data pour cataloguer les galaxies

    Conception RCSED. Crédit :Ivan Zolotukhin

    Les astronomes de l'Université d'État Lomonossov de Moscou et leurs collaborateurs ont publié "Le catalogue de référence des galaxies SED" (RCSED), qui contient des informations à valeur ajoutée sur 800, 000 galaxies. Le catalogue est accessible en ligne, et les chercheurs ont rendu compte de leur développement dans le Supplément du Journal d'Astrophysique . Deux co-auteurs sont des étudiants de premier cycle à la Faculté de physique, Université d'État Lomonossov de Moscou. Tout en travaillant sur le catalogue, l'équipe a publié quelques articles de recherche sur la base de leurs données, y compris une étude récente en Science .

    RCSED décrit les propriétés de 800, 000 galaxies dérivées d'une analyse de données élaborée. Pour chaque galaxie, il présente sa composition stellaire, luminosité à l'ultraviolet, optique, et les longueurs d'onde du proche infrarouge. Du RCSED, les chercheurs peuvent également accéder aux spectres de galaxies obtenus par le Sloan Digital Sky Survey, mesures de raies spectrales, et propriétés déterminées à partir de ces données, comme la composition chimique des étoiles et du gaz. Cela fait du RCSED le premier catalogue de ce type qui contient une analyse homogène détaillée pour un si grand nombre d'objets.

    Dr Igor Chilingarian, astronome au Smithsonian Astrophysical Observatory, États-Unis et chercheur principal au Sternberg Astronomical Institute, Université d'État Lomonossov de Moscou, dit, "Pour chaque galaxie, nous fournissons également une petite image découpée à partir de trois relevés du ciel, qui montre comment la galaxie apparaît à différentes longueurs d'onde. Cela nous fournit les données pour d'autres enquêtes. »

    Dr Ivan Katkov, un chercheur principal à l'Institut d'astronomie Sternberg ajoute, "L'analyse des profils de lignes d'émission présentés dans RCSED est nettement plus détaillée et précise que les données publiées dans d'autres catalogues."

    RCSED est flexible et facile à utiliser. En saisissant le nom de l'objet ou ses coordonnées dans le champ de recherche, le site Web fournit une seule page d'informations se rapportant à cet objet. Les utilisateurs peuvent également accéder au catalogue via des applications d'observatoire virtuel telles que TOPCAT. Le site du RCSED propose également des tutoriels dont une technique qu'Igor Chilingarian et Ivan Zolotukhin ont exploitée pour découvrir de nouvelles galaxies elliptiques compactes, ils ont publié dans le document de recherche "Galaxies elliptiques compactes isolées:systèmes stellaires qui se sont enfuis."

    Des scientifiques citoyens ont participé au développement du site Web du projet. Parmi eux se trouvaient des experts de haut niveau en développement de logiciels et en conception de sites Web, qui ont des emplois de jour dans des entreprises technologiques russes.

    Le Dr Ivan Katkov ajoute :« Le catalogue RCSED a été possible grâce à l'application d'une approche interdisciplinaire du Big Data, car nous devions appliquer des algorithmes scientifiques très complexes à un grand ensemble de données de manière massivement parallèle. Finalement, l'expertise et les ressources disponibles dans les grandes entreprises informatiques permettraient sans aucun doute aux chercheurs d'augmenter considérablement la qualité et la quantité des résultats de la recherche et de faire de nombreuses découvertes importantes en astrophysique."

    Le fait que le catalogue du RCSED ait suscité un vif intérêt dans la communauté scientifique dès sa phase d'assemblage prouve son grand potentiel. Au cours des trois dernières années, plusieurs chercheurs externes ont eu accès au catalogue sur demande et, en utilisant les données du RCSED, publié plus d'une douzaine d'articles dans des revues à comité de lecture. Le catalogue est le plus grand du monde homogène, ensemble de données à valeur ajoutée pour les galaxies proches, contenant des informations collectées avec des télescopes au sol et spatiaux.

    La version actuelle du catalogue RCSED aurait pu comprendre un plus grand nombre de galaxies ou contenir des informations supplémentaires sur les objets actuellement inclus, mais les scientifiques ont décidé de se concentrer sur des ensembles de données bien caractérisés, qui sont décrits en détail et présentent des avantages et des inconvénients connus. Cependant, compte tenu de l'importance du projet pour l'astronomie extragalactique et la cosmologie observationnelle, l'équipe du RCSED va aller de l'avant et élargir le catalogue dans un avenir proche.

    Il existe deux directions principales de développement ultérieur du RCSED :l'expansion de l'échantillon de galaxie et l'incorporation de nouvelles données pour les objets existants. L'équipe envisage d'inclure des données dans l'infrarouge proche et moyen de l'enquête satellite WISE tout le ciel pour l'ensemble de l'échantillon de galaxie. Cependant, cela nécessite un travail méthodique supplémentaire afin d'homogénéiser les données pour les galaxies à différents redshifts.

    De plus, il est possible d'élargir l'échantillon principal de la galaxie en incluant les spectres de la dernière version des données du levé SDSS-III. Cela va tourner 800, 000 à 1,5 million d'objets.

    L'intégration des données spectrales accessibles au public des archives Hectospec ajoutera 300, 000 à 400, 000 objets à de plus grandes distances, dont les spectres ont été collectés avec le télescope MMT de 6,5 mètres en Arizona. La version actuelle du RCSED comprend principalement des galaxies proches (par des mesures cosmologiques), dont les redshifts sont inférieurs à 0,4, parce que SDSS n'incluait pas d'objets faibles. Par conséquent, l'univers primitif n'est pas du tout représenté dans le catalogue. L'archive Hectospec permettra à l'équipe d'aller un peu plus loin sur l'échelle de distance cosmologique jusqu'au redshift de 0,7. S'ils ajoutent plusieurs milliers de galaxies issues du relevé DEEP2 mené avec le télescope Keck de 10 mètres au début des années 2000, ils pourraient obtenir des informations sur les objets avec un décalage vers le rouge jusqu'à 1,0, quand l'univers avait moins de la moitié de son âge actuel.

    Igor Chilingarian conclut, "Nous serons en mesure de voir le tableau global dans environ 10 ans, lorsque de grandes enquêtes comme DESI ont collecté 25 à 30 millions de spectres de galaxies jusqu'à des décalages vers le rouge intermédiaires."


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