Les résultats arrivent de la toute dernière caméra d'observation du ciel de Caltech, qui a commencé ses opérations à l'observatoire de Palomar en mars 2018. Appelé Zwicky Transient Facility, ou ZTF, le nouvel instrument a jusqu'à présent découvert 50 petits astéroïdes géocroiseurs et plus de 1, 100 supernovae, et il a observé plus d'un milliard d'étoiles dans la galaxie de la Voie lactée. L'un des astéroïdes géocroiseurs découverts par ZTF, appelé 2019 AQ3, a une période orbitale de seulement 165 jours, l'"année" la plus courte connue pour n'importe quel astéroïde.

"C'est une corne d'abondance de résultats, " dit Shri Kulkarni, le chercheur principal de ZTF et le professeur George Ellery Hale d'astronomie et de sciences planétaires à Caltech. Récemment, plusieurs nouveaux articles sur les premiers résultats et les spécifications techniques de ZTF ont été acceptés pour publication dans la revue Publications de la Société d'astronomie du Pacifique . "Nous sommes opérationnels et fournissons des données à la communauté astronomique. Les astronomes sont sous tension."

ZTF utilise le télescope Samuel Oschin de 48 pouces à Palomar pour sonder le ciel du nord à la recherche de tout ce qui explose, se déplace, ou des changements de luminosité. Parce que la caméra ZTF couvre 240 fois la taille de la pleine lune en une seule image du ciel nocturne, c'est découvrir le plus éphémère, ou de courte durée, des événements cosmiques, qui étaient impossibles à attraper avant maintenant.

"ZTF inspecte tout le ciel du nord toutes les trois nuits, " dit Kulkarni. " On découvre déjà quelques supernovae par nuit, et nous nous attendons à ce que ce taux augmente."

Le coût de développement et d'exploitation de ZTF est d'environ 24 millions de dollars, avec environ 11 millions de dollars du financement provenant du gouvernement américain via la National Science Foundation (NSF) et le reste provenant d'une collaboration internationale de partenaires. Un soutien supplémentaire vient de la Fondation Heising-Simons, avec Caltech lui-même.

"Le début des opérations de routine de ZTF marque une nouvelle ère dans notre capacité à capturer les changements nocturnes et horaires qui se produisent dans l'univers, " dit Anne Kinney, Directeur adjoint de la NSF pour les sciences mathématiques et physiques. "Ils enregistrent maintenant des événements en temps réel depuis des supernovas distantes jusqu'aux astéroïdes proches et sont sur le point de découvrir les fusions et explosions violentes générant des événements d'ondes gravitationnelles."

Parce que près de la moitié de ZTF est payée par le gouvernement américain, près de la moitié de ses observations sont partagées publiquement en temps quasi réel avec la communauté astronomique. En variant, ou transitoire, des objets sont détectés, un système d'alerte automatisé est activé, envoyer des avis aux astronomes, qui effectuent ensuite un suivi rapide des objets d'intérêt notables à l'aide d'autres télescopes, y compris les télescopes Hale de 60 pouces et 200 pouces à Palomar. Un programme financé par la NSF appelé GROWTH, avec 18 observatoires internationaux dans l'hémisphère nord, assure également le suivi des alertes ZTF.

Toutes les données de la caméra ZTF sont envoyées via un réseau micro-ondes géré par l'UC San Diego vers l'IPAC, un centre d'astronomie à Caltech qui traite et archive jusqu'à 4 téraoctets de données chaque nuit. « C'est la première fois que l'IAPC génère des alertes en temps réel à partir d'une enquête et la première fois qu'une enquête a rendu publiques jusqu'à des centaines de milliers d'alertes par nuit, " dit Georges Hélou, Co-chercheur ZTF et directeur exécutif de l'IAPC. Finalement, les données détaillées sont également mises à la disposition des astronomes du monde entier via l'IPAC.

"Il ne faut que 10 à 20 minutes entre le moment où une observation transitoire est faite et le moment où l'alerte se déclenche, " dit Matthieu Graham, le scientifique du projet ZTF à Caltech. Graham est spécialisé dans le "big data, " et plus précisément comment gérer et traiter de grands flux de données astronomiques. " C'est comme diriger une grande salle de rédaction. Nous n'avons jamais opéré à cette échelle auparavant, et gérer toutes les données est tout un exploit, " il dit.

Les découvertes de ZTF jusqu'à présent incluent non seulement de nouvelles supernovae, étoiles binaires, et des astéroïdes, mais deux trous noirs ont attrapé des étoiles en train de déchiqueter. Alors que les étoiles errent trop près des trous noirs, ils peuvent être "perturbés par les marées" par la gravité du trou noir et étirés dans l'oubli. Graham dit que lui et l'équipe travaillant sur les données de perturbation des marées, dirigé par Suvi Gezari de l'Université du Maryland, marre de se référer aux noms techniques des objets, constitué de longues chaînes de chiffres. "Nous avons décidé de les surnommer Ned Stark et Jon Snow, après les personnages de Game of Thrones, " il dit.

ZTF a également capturé deux astéroïdes géocroiseurs, 2018 NX et 2018 NO, qui a zippé par la Terre à des distances de seulement 72, 000 milles et 76, 000 milles de distance, respectivement, soit environ un tiers de la distance entre la Terre et la Lune. Ces découvertes ont été rendues possibles par le programme GROWTH financé par la NSF.

Le 4 janvier, 2019, ZTF a attrapé l'astéroïde géocroiseur 2019 AQ3. "C'est l'un des plus gros astéroïdes avec une orbite entièrement dans l'orbite de la Terre - une espèce très rare, " dit Quanzhi Ye, un chercheur postdoctoral à l'IAPC qui a repéré pour la première fois l'astéroïde dans les données ZTF.

Tom Prince, l'un des co-investigateurs de ZTF et du professeur de physique Ira S. Bowen à Caltech, dit que l'instrument est particulièrement apte à identifier de nouvelles sources d'ondes gravitationnelles, en particulier, des paires d'étoiles compactes comme des naines blanches, qui seront observées avec les futurs détecteurs d'ondes gravitationnelles spatiaux.

"Parce que nous couvrons tellement de ciel si souvent, nous pouvons trouver ces rares systèmes binaires exotiques qui contiennent deux étoiles naines blanches, chacun de la taille de la Terre mais environ la moitié de la masse de notre soleil. Leurs orbites devraient devenir de plus en plus petites en raison de la perte d'énergie due aux ondes gravitationnelles."

ZTF prépare également le terrain pour le futur grand télescope synoptique (LSST) financé par la NSF, Qui va, à chaque exposition, scannez un volume de ciel 13 fois plus grand que celui scanné par ZTF. LSST devrait commencer ses opérations en 2022.

« Les mêmes techniques d'alerte que ZTF développe pour les réseaux internationaux d'observatoires afin de suivre ses découvertes seront appliquées au LSST lorsqu'il se joindra à la recherche, " dit Kinney.

Les articles les plus récents de ZTF sont :« The Zwicky Transient Facility :System Overview, Performance, et premiers résultats, " dirigé par Eric Bellm de l'Université de Washington; " The Zwicky Transient Facility:Science Objectives, " dirigé par Graham ; " L'installation transitoire de Zwicky :traitement des données, Des produits, et archives, " dirigé par Frank Masci de l'IPAC; " Machine Learning pour la ZTF, " dirigé par Ashish Mahabal de Caltech; " Le système de distribution d'alertes des installations transitoires de Zwicky, " dirigé par Maria Patterson de l'Université de Washington; " The GROWTH Marshal:A Dynamic Science Portal for Time-domain Astronomy, " dirigé par Mansi Kasliwal de Caltech ; et " Un modèle de classification morphologique pour identifier les sources PanSTARRS non résolues :application dans le pipeline en temps réel ZTF, " dirigé par Yutaro Tachibana de l'Institut de technologie de Tokyo et Caltech et Adam Miller de l'Université Northwestern et du Planétarium Adler.