Les premiers astronomes avaient une boîte à outils limitée :leurs yeux. Ils ne pouvaient qu'observer ces étoiles, planètes et événements célestes suffisamment brillants pour être détectés sans aide. Mais les astronomes d'aujourd'hui utilisent des instruments de plus en plus sensibles et sophistiqués pour visualiser et suivre une multitude de merveilles cosmiques, y compris des objets et des événements qui étaient trop sombres ou distants pour leurs ancêtres qui regardaient le ciel.

Le 14 novembre, scientifiques du California Institute of Technology, l'Université de Washington et huit autres institutions partenaires, a annoncé que l'installation transitoire de Zwicky, le dernier outil sensible pour les observations astrophysiques dans l'hémisphère nord, a vu la "première lumière" et a pris sa première image détaillée du ciel nocturne.

Lorsqu'il sera pleinement opérationnel en 2018, le ZTF balayera presque tout le ciel du nord chaque nuit. Basé à l'observatoire Palomar dans le sud de la Californie et exploité par Caltech, l'objectif de la ZTF est d'utiliser ces images nocturnes pour identifier des objets « transitoires » qui varient d'une observation à l'autre, en identifiant des événements allant des supernovae à des millions d'années-lumière aux astéroïdes proches de la Terre.

En 2016, le département d'astronomie de l'UW a officiellement rejoint l'équipe ZTF et contribuera à développer de nouvelles méthodes pour identifier les plus "intéressants" des millions de changements dans le ciel - y compris de nouveaux objets - que le ZTF détectera chaque nuit et alertera les scientifiques. De cette façon, ces objets transitoires de haute priorité peuvent être suivis en détail par de plus grands télescopes, y compris la part de l'UW du télescope de 3,5 mètres de l'observatoire Apache Point.

"UW est un leader mondial de l'astronomie de sondage, et rejoindre le ZTF approfondira notre capacité à effectuer des travaux scientifiques de pointe sur les énormes, flux de données en temps réel, " a déclaré Eric Bellm, un professeur adjoint d'astronomie de l'UW et un scientifique de la ZTF. « L'une des forces de la ZTF est sa collaboration mondiale, composé d'experts dans le domaine de l'astronomie dans le domaine temporel d'institutions du monde entier."

Identification, le catalogage et la classification de ces objets célestes auront un impact sur les études des étoiles, notre système solaire et l'évolution de notre univers. Le ZTF pourrait également aider à détecter les contreparties électromagnétiques des sources d'ondes gravitationnelles découvertes par Advanced LIGO et Virgo, comme d'autres observatoires l'ont fait en août lorsque ces détecteurs ont capté les ondes gravitationnelles de la fusion de deux étoiles à neutrons.

Mais pour débloquer cette promesse, le ZTF nécessite une collecte massive de données et une analyse en temps réel – et les astronomes UW ont l'habitude de relever de tels défis de « grandes données ».

Les racines de l'astronomie des mégadonnées à l'UW remontent au Sloan Digital Sky Survey, qui a utilisé un télescope de l'observatoire Apache Point au Nouveau-Mexique pour recueillir des données précises sur le "décalage vers le rouge" - ou longueur d'onde croissante - des galaxies lorsqu'elles s'éloignent les unes des autres dans l'univers en expansion. Une fois bien analysé, les données ont aidé les astronomes à créer une "carte" 3D plus précise de l'univers observable. Le groupe d'astronomie de l'UW est réuni au sein de l'Institut de recherche intensive en données en astrophysique et cosmologie (DIRAC), qui comprend des scientifiques du département d'astronomie ainsi que de l'eScience Institute et de la Paul G. Allen School of Computer Science &Engineering.

"Il était naturel que le département d'astronomie de l'UW rejoigne l'équipe ZTF, parce que nous avons réuni une équipe et une expertise dédiées à l'astronomie 'big data', et nous avons beaucoup à apprendre des partenariats et des découvertes potentielles de ZTF, " a déclaré Mario Juric, professeur agrégé d'astronomie à l'UW.

Depuis la terre, le ciel est essentiellement une sphère géante entourant notre planète. Toute cette sphère a une superficie de plus de 40, 000 degrés carrés. La ZTF utilise une nouvelle caméra haute résolution montée sur le télescope Schmidt de 48 pouces Samuel Oschin de l'observatoire Palomar. Ensemble, ces instruments forment le duo qui a vu le jour récemment, et après des mois de mise au point, ils seront capables de capturer des images de 3, 750 degrés carrés chaque heure.

Ces images seront d'un ordre de grandeur plus nombreuses que celles produites par l'enquête précédente de la ZTF à Palomar. Mais comme ces objets transitoires peuvent s'estomper ou changer de position dans le ciel, les outils d'analyse doivent fonctionner en temps quasi réel au fur et à mesure que les images arrivent.

"Nous rechercherons tout ce qui change avec le temps, " a déclaré Bellm. " Et compte tenu de la quantité de ciel que ZTF imagera chaque nuit, cela pourrait être des dizaines de milliers d'objets d'intérêt potentiel identifiés tous les quelques jours."

Du point de vue de l'analyse des données, ce ne sont pas des tâches faciles. Mais, ce sont précisément le genre de tâches sur lesquelles les astronomes de l'UW ont travaillé en préparation du grand télescope d'enquête synoptique, qui devrait voir le jour au cours de la prochaine décennie. Le LSST, situé dans le nord du Chili, est un autre grand projet de données en astrophysique, et devrait capturer des images de presque tout le ciel nocturne tous les quelques jours.

"Les données des enquêtes ZTF auront un impact sur presque tous les domaines de l'astrophysique, ainsi que nous préparer pour le LSST sur toute la ligne, ", a déclaré Juric.