ZTF a pris cette image de "première lumière" le 1er novembre 2017, après avoir été installé au télescope Samuel Oschin de 48 pouces à l'observatoire de Palomar. La version pleine résolution est plus de 24, 000 pixels par 24, 000 pixels. Chaque image ZTF couvre une zone du ciel égale à 247 pleines lunes. La nébuleuse d'Orion est en bas à droite. Les ordinateurs recherchant ces images pour les transitoires, ou variable, les événements sont entraînés à reconnaître et à ignorer automatiquement les sources non astronomiques, comme les lignes verticales « florissantes » que l'on voit ici. Crédit :Observatoires optiques Caltech
Une nouvelle caméra robotique capable de capturer des centaines de milliers d'étoiles et de galaxies en une seule prise de vue a pris sa première image du ciel, un événement que les astronomes appellent « la première lumière ». La caméra est la pièce maîtresse d'un nouveau projet d'étude du ciel automatisé appelé Zwicky Transient Facility (ZTF), basé à l'observatoire Palomar de Caltech près de San Diego, Californie.
En tant que partenaires de l'effort ZTF, Les astronomes de l'Université du Maryland ont apporté d'importantes contributions à la planification et à la conception du projet d'enquête. La participation de l'UMD à la ZTF est facilitée par le Joint Space-Science Institute, un partenariat entre l'UMD et le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Toutes les nuits, La caméra de ZTF va balayer une large bande du ciel du Nord, découvrir des objets et des événements dont la luminosité varie dans le temps, collectivement appelés transitoires. Les cibles de l'enquête comprendront des supernovae explosives, trous noirs affamés, et dévaler les astéroïdes et les comètes.
"L'enquête ZTF sera transformatrice pour l'étude des trous noirs supermassifs se régalant d'étoiles au centre des galaxies, " a déclaré Suvi Gezari, professeur adjoint d'astronomie à l'UMD et membre du Joint Space-Science Institute dont les recherches portent sur l'astronomie dans le domaine temporel. "Le moment de ces événements, connu sous le nom d'événements de perturbation des marées, peut être utilisé pour contraindre la masse et le spin des trous noirs. Les données de ZTF peuvent également offrir un rare, aperçu en temps réel de la formation d'un disque d'accrétion - et peut-être de jets relativistes - autour d'un trou noir supermassif."
De 2009 à 2017, Le prédécesseur de ZTF, l'Usine Transitoire de Palomar (PTF), capturé le clignotement et l'embrasement d'objets transitoires dans le ciel. Le projet a tiré parti des trois télescopes de l'observatoire Palomar :le télescope automatisé Samuel Oschin de 48 pouces, le télescope automatisé de 60 pouces et le télescope Hale de 200 pouces.
Lors des enquêtes de PTF, le télescope Oschin a servi de moteur de découverte, puis le télescope de 60 pouces a suivi les cibles, recueillir des informations sur leur identité. De là, les astronomes ont utilisé soit le télescope Hale, le W.M. Observatoire Keck à Hawaï, ou le télescope Discovery Channel en Arizona pour zoomer sur les différents phénomènes cosmiques qui animent nos ciels nocturnes.
L'enquête ZTF est la suite puissante de PTF. Il porte le nom du premier astrophysicien de Caltech, Fritz Zwicky, qui a découvert 120 supernovae au cours de sa vie. Récemment installé au télescope Oschin, La nouvelle caméra topographique de ZTF peut capturer sept fois plus de ciel en une seule image que son prédécesseur. À la résolution maximale, chaque image de caméra ZTF est de 24, 000 par 24, 000 pixels—si énorme que les images sont difficiles à afficher sur un écran d'ordinateur normal.
En outre, L'électronique améliorée et les systèmes d'entraînement du télescope de ZTF permettent à l'appareil photo de prendre plus de deux fois plus d'expositions chaque nuit. Les astronomes pourront non seulement découvrir des objets plus transitoires, ils seront également capables d'attraper des caractéristiques plus éphémères qui apparaissent et s'estompent rapidement.
L'image « première lumière » de ZTF est montrée ici (en médaillon) dans la constellation d'Orion. La nébuleuse d'Orion est visible dans l'image ZTF. Chaque image ZTF couvre une zone de ciel équivalente à 247 pleines lunes. Des images aussi grandes permettront à la caméra de scruter le ciel rapidement pour découvrir des objets qui bougent ou changent de luminosité, comme les astéroïdes et les supernovas, même rare et de courte durée. Crédit :Observatoires optiques Caltech
"Il y a beaucoup d'activité qui se passe dans nos cieux nocturnes, " dit Shrinivas (Shri) Kulkarni, le chercheur principal de ZTF et le professeur George Ellery Hale d'astronomie et de sciences planétaires à Caltech. "En réalité, chaque seconde, quelque part dans l'univers, il y a une supernova qui explose. Bien sûr, nous ne pouvons pas tous les voir, mais avec ZTF, nous verrons jusqu'à des dizaines de milliers de transitoires explosifs chaque année au cours des trois ans de durée de vie du projet. »
Les images de ZTF seront ajustées, nettoyé et calibré à l'IPAC, L'astronomie et le centre de données de Caltech. Le logiciel recherchera dans le flot de données ZTF des sources lumineuses, en particulier celles qui changent ou se déplacent. Ces données seront rendues publiques à l'ensemble de la communauté astronomique à des fins de recherche et d'enseignement.
"Les données de ZTF présentent une très bonne opportunité pour les étudiants ici à l'UMD, parce que les grands programmes d'enquête comme ZTF joueront un grand rôle dans l'avenir de l'astronomie, " a déclaré Melissa Hayes-Gehrke, un conférencier principal et directeur de premier cycle de l'astronomie à l'UMD. Hayes-Gehrke a dirigé les efforts pour développer du matériel pédagogique qui utilise les données de PTF et ZTF. « C'est fantastique de faire entrer les étudiants au rez-de-chaussée. Les astronomes exploiteront ces données pour les années à venir, il s'agit donc d'une étape importante pour aider à préparer les étudiants à une carrière dans la recherche. »
La nouvelle image de première lumière de ZTF est un avant-goût de ce qui est à venir. Il met en valeur la grande échelle des images et met en évidence la nébuleuse turbulente en formation d'étoiles connue sous le nom d'Orion.
Les astronomes sont enthousiasmés par les découvertes inattendues que ZTF produira probablement. L'une des plus grandes découvertes de PTF a eu lieu en 2011 lorsqu'elle a attrapé une supernova, nommé PTF11kly, quelques heures seulement après son explosion. L'enquête ZTF élargira encore les connaissances des astronomes sur une multitude d'objets cosmiques, y compris les jeunes supernovae, planètes autour de jeunes étoiles, systèmes d'étoiles binaires exotiques et comètes et astéroïdes proches de la Terre.
"Je suis très enthousiasmé par le potentiel de ZTF à capter des explosions de comètes intéressantes. Nous savons qu'elles se produisent, nous ne savons pas à quelle fréquence. Beaucoup sont capturés par des astronomes amateurs, " a déclaré Dennis Bodewits, un chercheur associé en astronomie à l'UMD, spécialisé dans la recherche sur les comètes. "Cela va changer avec ZTF, qui captera entre 30 et 50 comètes à chaque fois qu'il scrutera tout le ciel. Les comètes se trouvent partout dans le ciel, nous sommes donc intéressés à en voir autant que possible, le plus en détail possible."
L'enquête ZTF contribuera également au domaine en plein essor de l'astrophysique multi-messagers. En gros, c'est la recherche de contreparties optiques à des événements transitoires extrêmes observés avec d'autres instruments qui détectent des signaux différents, ou messagers. Les exemples incluent les événements d'ondes gravitationnelles observés par le Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) et le détecteur Virgo; événements de neutrinos observés par l'Observatoire de neutrinos du pôle Sud IceCube; et les sursauts gamma vus par le télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA et la mission Swift Gamma-ray Burst.
"Ce qui m'excite le plus à propos de ZTF, c'est l'immense champ de vision qu'il ouvrira pour connecter les transitoires optiques aux événements extrêmes, " a déclaré Julie McEnery, Scientifique du projet Fermi au Goddard Space Flight Center de la NASA, professeur agrégé adjoint de physique à l'UMD et co-directeur du Joint Space-Science Institute. "Pour les futurs événements d'ondes gravitationnelles de LIGO et Virgo, on nous donnera une très grande région du ciel à rechercher. Les événements de neutrinos et les sursauts gamma ne sont pas non plus bien localisés. L'enquête ZTF nous permettra de connecter l'univers optique à ces trois phénomènes extrêmes."
La phase d'enquête scientifique de ZTF devrait commencer en février 2018. Le projet sera achevé d'ici la fin de 2020. À l'avenir, des relevés encore plus importants s'appuieront sur les balayages rapides du ciel de ZTF, tels que le futur Grand télescope synoptique d'enquête (LSST), devrait être opérationnel en 2023.
