Виртуальная Обсерватория: от развлечения к научным исследованиям

Иногда полезно изучить масштабы игры, понять детали: от Солнечной системы до Галактики

А ведь есть еще и мир за пределами Млечного пути...

Galaxy Zoo etc - думать особо не нужно... Но это все же настоящая астрономия.

Легко видеть, что на основе "кликов" обычных пользователей получаются интересные результаты. Например, механизм слияния галактик непросто было бы понять, не выявив массу изображений взаимодействующих галактик.

Давайте наблюдать ночное небо "in astronomer mode"

Уже давно существуют возможности подключения к астрономическим web-камерам. В России это Пулковская обсерватория, Специальная астрофизическая обсерватория (САО РАН). Есть любительские обсерватории. Все крупные обсерватории мира тоже отображают свое небо. Например, Mauna Kea Observatories или Cerro Tololo Inter-American Observatory. Есть возможность вести наблюдения в рамках образовательных проектов или даже коммерческих.

Проект Сhilescope

Сайт проекта

Итак, телескоп Кеплер и звезда Табби. Открытия Кеплера - это тысячи экзопланет.

Транзит - прохождение планеты на фоне звезды. Мы не видим планету, видим только изменение блеска звезды :)

Звезды меняют блеск по разным причинам. В данных Кеплера обнаружилась странная звезда - KIC 8462852 (Tabby's Star, Boyajian's Star). Ее блеск меняется крайне странно для звезд спектрального класса F.

Давайте посмотрим на эту звезду через сервис Aladin Lite. Звезда Табби совсем не близкая. Расстояние до нее 1280 световых лет (с погрешностью почти в 30%). Она в 1.43 раза массивнее нашего Солнца. Очень популярна версия о том, что такие колебания блеска - дело рук разумной цивилизации.

Астрономы, естественно, ищут более правдоподобные объяснения. Одна из интересных статей на эту тему доступна здесь.

А это колебания блеска за вторую половину 2017 года...

Как вела себя KIC 8462852 на пулковском небе в XX веке?

С конца XIX века велись фотографические наблюдения неба. В результате "стеклянные архивы обсерваторий" хранят "историю неба". На рисунке Нормальный Астрограф Пулковской обсерватории. Подобные телескопы сделали возможными астрономические "путешествия во времени".

Вот скан типичной фотопластинки, снятой на Нормальном Астрографе в 1930-м году... База данных стеклотеки Пулковской обсерватории позволяет другим астрономам определить, есть ли интересующие их снимки и заказать оцифровку.

Астроном из Германии Михаэль Хиппке (Michael Hippke) обратился к нам, в Лабораторию Астрометрии и Звездной Астрономии Пулковской обсерватории, чтобы найти звезду Табби на старых пулковских снимках и выяснить, как она меняла свою яркость за последние 100 лет.

В ЛАЗА используется довольно своеобразная методика оцифровки :)

А вот и результат анализа пулковских снимков.

Идея "Виртуальной обсерватории"

Big data в астрономии в значительной мере - это фотографические или цифровые архивы снимков звездного неба, отдельных объектов, спектров небесных тел и т.п. Астрономы решают сложную задачу организации массового доступа к этим данным.

Определение расстояний до звезд... Сплошные трудности

Сплошная геометрия

Еще и собственное движение сюда добавьте - вот где ужас-то :)

Миссия HIPPARCOS

High precision parallax collecting satellite

Два поля зрения в одной фокальной плоскости:)

Каталоги HIPPARCOS, Tycho, Tycho-2

В результате были построены звездные каталоги HIPPARCOS (100 тыс. звезд, точности параллаксов и положений - 1 mas, собственных движений 1 mas/yr), Tycho (более 1 млн. звезд, 60 mas), Tycho-2 (2.5 млн. звезд, точности положений и собственных движений - 1-40 mas и 2.5 mas/yr).

Качество параллаксов HIPPARCOS

Визуализация данных HIPPARCOS

Gaia - рывок на три порядка...

Апертура - 1.45×0.5 м. Фокусное расстояние - 35 метров. Угол 106.5 градуса. Гигапиксельная мозаика с пикселем размером 10x30 мкм (59mas×177mas)

Космический аппарат Gaia

Gaia - принцип сканирования небесной сферы.

Процесс наблюдений и измерений Gaia

В апреле 2018 года вышел второй релиз Gaia - это всего 22 месяца наблюдений!

Движение звезд в окрестностях звездного скопления М37 за последние 200 тысяч лет

Модели внутреннего строения звезд показывают нам, как должна жить звезда. Вот пример такой модели.

А вот так меняются цвета и абсолютные звездные величины...

Теперь представим данные Gaia и PARSEC для скопления M45...

А вот аналогичная диаграмма для скопления M37...

Как добыть "кусочек неба" профессионально?

Обычно астрономические архивы, кроме доступа через web-интерфейс (например, SDSS ) дают шанс добраться до "картинки программно".

python getsdss.py --ra 185.7287458 --dec 15.8223806 --folder ./

Гравитационное микролинзирование на близких карликах. Gaia ведет наблюдения и публикует сообщения о переменности звезд

В ряде случаев такие события можно предвычислить заранее и провести наблюдения.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ И ПОНИМАНИЕ

Все аспекты VO не охватить за один час :) Мы только слегка прикоснулись к тому, что дает big data + навыки программирования в астрономии.

При поиске двойных звезд возникают любопытные эффекты...