Dernièrement, il y a eu un flot d'intérêt pour les ondes gravitationnelles. Après la première détection officielle au LIGO / Virgo en 2015, des données sont arrivées pour montrer à quel point ces phénomènes autrefois théoriques sont en réalité courants. Ils sont généralement causés par des événements incroyablement violents, comme une paire fusionnante de trous noirs. De tels événements ont également tendance à émettre un autre type de phénomènes :la lumière. Jusque là, il a été difficile d'observer une optique associée à ces événements d'émission d'ondes gravitationnelles. Mais une équipe de chercheurs espère changer cela avec la mise en œuvre complète du télescope GOTO (Optical Transient Observer) à ondes gravitationnelles.

Le projet GOTO est conçu spécifiquement pour trouver et surveiller les parties du ciel que d'autres instruments, comme LIGO, détecter les ondes gravitationnelles. Son incarnation originelle, connu sous le nom de prototype GOTO-4, a été mis en ligne en 2017. Situé à La Palma, aux Canaries, ce prototype se composait de quatre "télescopes unitaires" (UT) logés dans un dôme à clapet de 18 pieds. En 2020, ce prototype a été mis à niveau à 8 UTs, permettant une vue beaucoup plus large du ciel.

Le large champ de vision est nécessaire pour son travail de détection des phénomènes optiques basés sur les ondes gravitationnelles, car la directionnalité des ondes gravitationnelles est notoirement difficile à cerner. Plus le champ de vision d'un télescope est large, plus il sera en mesure de détecter un événement qui se produit.

En tant que tel, les opérateurs de GOTO ont lancé un plan de mise à niveau en 2020. Ces mises à niveau comprenaient 8 UT supplémentaires dans un dôme séparé du même observatoire, qui devrait être ajouté début 2021. Plus ambitieuse, l'équipe prévoit de recréer le réseau de deux unités à La Palma à l'observatoire de Siding Spring en Nouvelle-Galles du Sud, Australie. Avec ces télescopes des deux côtés du monde, GOTO "permettra des observations de près de 24 heures, s'assurer que GOTO est capable de réagir aux alertes chaque fois qu'elles se produisent, " selon un article récent.

Ces alertes sont une partie extrêmement importante de la planification d'observation de GOTO. Ils proviennent du Gamma-ray Coordination Network (GCN) de la NASA, un système d'alerte qui surveille non seulement les ondes gravitationnelles, mais aussi d'autres phénomènes qui pourraient produire des données optiques intéressantes, comme les kilonovas ou les sursauts gamma.

GOTO surveille ce réseau via son progiciel, qui est également un élément clé du fonctionnement global du système. Le système de contrôle du télescope GOTO (G-TeCS) est un script Python personnalisé qui surveille les signaux d'intérêt, calcule quel signal est le plus prioritaire, puis déplace physiquement les télescopes vers une position d'observation. Il est également capable de faire tout cela en moins de 30 secondes, permettant un délai d'exécution extrêmement rapide afin d'observer ces phénomènes transitoires d'intérêt.

Une fois les télescopes positionnés, G-TeCS est également capable de collecter et d'analyser des images. Il compare toutes les images qu'il capture avec une image de calibrage, et utilise un type d'intelligence artificielle connu sous le nom de réseau de neurones convolutifs pour attribuer un score à la probabilité qu'il détecte un signal d'intérêt. Comme pour tant de recherches assistées par l'IA, l'homme est le dernier maillon de la chaîne d'analyse. Les chercheurs utilisent un outil appelé GOTO Marshall pour valider individuellement des cibles à fort intérêt, et peut également programmer des observations de suivi avec d'autres télescopes de la région.

Tout ce système logiciel est contrôlé à distance à l'Université de Warwick, qui dirige le projet GOTO, qui comprend neuf autres institutions du Royaume-Uni, Australie, Thaïlande, Espagne, et la Finlande. Alors qu'ils continuent à mettre en œuvre les améliorations prévues, et les données continuent d'arriver, nous commencerons à pouvoir visualiser les événements catastrophiques associés à certains des phénomènes les plus violents de l'univers.