stringtranslate.com

GOTO (решетка телескопа)

Гравитационно -волновой оптический транзиентный наблюдатель ( GOTO ) — это массив роботизированных оптических телескопов, оптимизированных для обнаружения оптических аналогов гравитационно- волновых событий [1] и других многоканальных сигналов. Массив состоит из сети телескопических систем, каждая из которых состоит из восьми 0,4-метровых телескопов на одной установке . [2]

По состоянию на май 2023 года сеть состоит из двух сайтов, каждый из которых имеет две системы. GOTO-N (север), расположенный в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (ORM) на острове Ла-Пальма , Испания [3] и GOTO-S (юг), расположенный в обсерватории Сайдинг-Спринг (SSO), Австралия [4] .

Проект реализуется международным консорциумом университетов и других научно-исследовательских институтов, включая Университет Уорика , Университет Монаша , Университет Шеффилда , Университет Лестера , Обсерваторию Арма , Национальный астрономический исследовательский институт Таиланда , Институт астрофизики Канарских островов , Университет Портсмута и Университет Турку . [5]

Конструкция и эксплуатация

Телескопы

Каждая система GOTO может наводиться независимо, в то время как каждый единичный телескоп (UT) имеет фиксированную ориентацию на монтировке , поэтому все 8 должны быть наведены одновременно. Наведение каждого UT смещено относительно других, чтобы покрыть смежную область неба, с небольшим перекрытием между ними. Это приводит к тому, что каждая система GOTO действует как один большой телескоп с очень широким полем зрения (FoV). [2]

Галактика Андромеды с наложением, показывающим поле зрения одного телескопа GOTO.
Относительные положения каждого единичного телескопа в единой системе GOTO.

UT — это телескопы ASA H400 Newtonian , каждый с апертурой 400 мм и фокусным расстоянием 960 мм (f/2.4). [2] К каждому телескопу прикреплены фокусер, колесо фильтров и камера Finger Lakes Instrumentation (FLI) ML50100, [2] основанная на датчике Onsemi KAF-50100 CCD. [6] Быстрое фокусное отношение f/2.4 и большой датчик изображения приводят к относительно большому полю зрения, при этом каждая система GOTO имеет общее поле зрения приблизительно 40 квадратных градусов, [2] примерно в 200 раз больше площади полной Луны на небе. Быстрое фокусное отношение также означает, что для наблюдения за каждой областью неба требуется лишь небольшое количество времени, при этом каждое посещение требует всего 3 минуты времени экспозиции. [2]

Идентификация переходных процессов

GOTO использует разностную визуализацию для определения изменений существующих объектов и появления новых переходных процессов. [7] Изображения неба сопоставляются с предыдущими наблюдениями того же региона, нахождение разницы между этими двумя изображениями покажет только изменения в новом изображении. Источники в этих разностных изображениях затем могут быть обнаружены автоматически. Использование разностной визуализации таким образом дает много тысяч потенциальных источников на изображение, подавляющее большинство из которых являются артефактами обработки, а не реальными переходными процессами. [8] [9] GOTO использует сверточную нейронную сеть на основе классификатора «реальный-поддельный» для определения того, какие источники, скорее всего, являются реальными. [9]

Гамма-всплески

Помимо отслеживания гравитационно-волновых событий, GOTO может реагировать на обнаружения гамма-всплесков (GRB) . [10] 11 сентября 2023 года космический гамма-телескоп Fermi обнаружил гамма-всплеск (GRB 230911A) [11], а последующие наблюдения GOTO обнаружили оптический аналог (GOTO23akf/AT 2023shv), [12] который позже был подтвержден как послесвечение GRB рентгеновским телескопом Swift . [ 13]

Обзор всего неба

расположение GOTO-N в Ла-Пальме у побережья Марокко и GOTO-S в восточной Австралии
ГОТО-Н
ГОТО-Н
ГОТО-С
ГОТО-С
класс=notpageimage|
Расположение GOTO-N и GOTO-S.

Типичный режим работы GOTO, когда не проводится последующая кампания, заключается в обследовании всего видимого неба. Поскольку есть площадки, расположенные как в северном, так и в южном полушариях, видимое небо для GOTO — это все области, которые видны ночью из любой точки Земли. Если на обеих площадках хорошие погодные условия, все видимое небо можно наблюдать каждые 2–3 дня. [2]

Эти наблюдения обрабатываются с использованием разностной визуализации, которая позволяет случайно обнаружить переходные процессы, не связанные с многофакторными событиями, такими как сверхновые , приливные явления и быстрые синие оптические переходные процессы . [7]

История

Общее (линия) и ежемесячное (столбец) количество транзитных процессов, обнаруженных GOTO в период с 2020 года по 11 сентября 2024 года.

Первой фазой разработки GOTO было развертывание прототипа системы, расположенной на запланированном месте северного узла, состоящей из четырех телескопов на специально изготовленном креплении. [7] Прототип системы был развернут во время второго сеанса наблюдений LIGO - Virgo Collaboration (LVC) (O2), достигнув первого света в июне 2017 года [7] с его официальным открытием 3 июля 2017 года. [3]

Прототип системы был активен в течение первой половины третьего сеанса наблюдений LVC (O3a), который проходил с апреля по октябрь 2019 года. [14] В течение этого времени GOTO мог реагировать на гравитационно-волновые события и начинать наблюдение в течение одной минуты после получения оповещений (если область источника была видна). [15]

В конце 2019 года было выделено финансирование на расширение сети с двумя полными системами GOTO и дублирующим сайтом в Австралии. [16] В 2020 году была развернута первая полная система северного узла, вторая система была запланирована на начало 2021 года, а австралийский сайт — на конец того же года. [17]

Развертывание второй северной системы было завершено в августе 2021 года [18] и, несмотря на задержки из-за извержения вулкана 2021 года , полный северный узел был завершен в декабре 2021 года с обновлением прототипа до окончательной конфигурации оборудования. [19]

К концу 2022 года в обсерватории Сайдинг-Спринг (SSO) была подготовлена ​​площадка для второго узла GOTO (GOTO-S) и установлены два купола. [20] [21] В мае 2023 года было объявлено, что обе системы в SSO были успешно установлены. [22]

Открытия

По состоянию на 11 сентября 2024 года данные GOTO были использованы для открытия 1013 астрономических транзиентов, из которых 141 была классифицирована как сверхновая, а одна — как событие приливного разрушения. [23] [24]

Ссылки

  1. ^ "Нейтронные звезды: новый телескоп обнаруживает столкновение мертвых солнц". BBC News . 21 июля 2022 г. Получено 24 января 2024 г.
  2. ^ abcdefg Дайер, Мартин Дж.; Стигс, Дэнни; Галлоуэй, Дункан К.; Диллон, Вик С.; О'Брайен, Пол; Рамзи, Гэвин; Нойсена, Кантанакорн; Палле, Энрик; Котак, Рубина; Бретон, Рене; Наттолл, Лаура; Поллакко, Дон; Улачик, Кшиштоф; Лайман, Джозеф; Экли, Кендалл Д. (13 декабря 2020 г.). «Оптический гравитационно-волновой наблюдатель переходных процессов (GOTO)». В Маршалле, Хизер К.; Спиромилио, Джейсон; Усуда, Томонори (ред.). Наземные и воздушные телескопы VIII . Том. 11445. ШПИОН. стр. 1355–1362. arXiv : 2012.02685 . Bibcode : 2020SPIE11445E..7GD. doi : 10.1117/12.2561008. ISBN 978-1-5106-3677-4. S2CID  216906754.
  3. ^ ab «GOTO, новый роботизированный телескоп для обсерватории Роке-де-лос-Мучачос». Канарский институт астрофизики • IAC . 3 июля 2017 года . Проверено 24 января 2024 г.
  4. ^ Язгин, Эврим (7 июля 2022 г.). «Новые телескопы в Австралии помогут найти гравитационные волны». cosmosmagazine.com . Получено 24 января 2024 г. .
  5. ^ Стигс, Дэнни (2017-11-02). «В погоне за светом с гребня волны». Nature Astronomy . 1 (11): 741. Bibcode : 2017NatAs...1..741S. doi : 10.1038/s41550-017-0317-8. ISSN  2397-3366.
  6. ^ "Новый датчик KAF-50100 с микролинзами". www.flicamera.com . Получено 2024-01-30 .
  7. ^ abcd Стигс, Д; Галлоуэй, Дания; Экли, К; Дайер, MJ; Лайман, Дж; Улачик, К; Каттер, Р; Монг, ЮЛ; Диллон, В.; О'Брайен, П; Рамзи, Дж; Пошьячинда, С; Котак, Р; Наттолл, ЛК; Палле, Э; Бретон, РП; Поллакко, Д; Трейн, Э; Ауккаравиттаяпун, С; Авифан, С; Бурханудин, У; Чоте, П; Краймс, А; Доу, Э; Даффи, К; Эйлс-Феррис, Р.; Гомпертц, Б; Хейккиля, Т; Иравати, П; Кеннеди, MR; Киллестейн, Т; Кунчараякти, Х; Леван, Эй Джей; Литтлфэр, С; Макригианни, Л; Марш, Т; Мата-Санчес, Д.; Маттила, С.; Маунд, Дж.; МакКормак, Дж.; Мкртичян, Д.; Маллани, Дж.; Нойсена, К.; Патель, М.; Рол, Э.; Савангвит, У.; Стэнвэй, Э.Р.; Старлинг, Р.; Strøm, P; Tooke, S; West, R; White, DJ; Wiersema, K (апрель 2022 г.). «Оптический наблюдатель гравитационных волн (GOTO): производительность прототипа и перспективы науки о переходных процессах». Monthly Notices of the Royal Астрономическое общество . 511 (2): 2405–2422. arXiv : 2110.05539 . doi : 10.1093/mnras/stac013 .
  8. ^ Бринк, Хенрик; Ричардс, Джозеф В.; Познански, Дови; Блум, Джошуа С.; Райс, Джон; Негабан, Саханд; Уэйнрайт, Мартин (21.10.2013). «Использование машинного обучения для обнаружения данных синоптических обзорных изображений». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 435 (2): 1047–1060. arXiv : 1209.3775 . doi : 10.1093/mnras/stt1306 . ISSN  1365-2966.
  9. ^ ab Killestein, TL; Lyman, J; Steeghs, D; Ackley, K; Dyer, MJ; Ulaczyk, K; Cutter, R; Mong, YL; Galloway, DK; Dhillon, V; O'Brien, P; Ramsay, G; Poshyachinda, S; Kotak, R; Breton, RP (2021-04-09). "Оптимизированная для переходных процессов реальная-фиктивная классификация с использованием байесовских сверточных нейронных сетей — просеивание потока кандидатов GOTO". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 503 (4): 4838–4854. arXiv : 2102.09892 . doi : 10.1093/mnras/stab633 . ISSN  0035-8711.
  10. ^ Mong, YL; Ackley, K; Galloway, DK; Dyer, M; Cutter, R; Brown, MJI; Lyman, J; Ulaczyk, K; Steeghs, D; Dhillon, V; O'Brien, P; Ramsay, G; Noysena, K; Kotak, R; Breton, R (2021-09-07). "Поиск оптических аналогов Fermi GRB с помощью прототипа Gravitational-wave Optical Transient Observer (GOTO)". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 507 (4): 5463–5476. arXiv : 2108.11802 . doi : 10.1093/mnras/stab2499 . ISSN  0035-8711.
  11. ^ "GCN - Circulars - 34652 - GRB 230911A: Fermi GBM Final Real-time Localization". gcn.nasa.gov . Получено 21.08.2024 .
  12. ^ "AT 2023shv | Transient Name Server". www.wis-tns.org . Получено 2024-08-21 .
  13. ^ Belkin, S.; Gompertz, BP; Kumar, A.; Ackley, K.; Galloway, DK; Jiménez-Ibarra, F.; Killestein, TL; O'Neill, D.; Wiersema, K.; Malesani, DB; Levan, AJ; Lyman, J.; Dyer, MJ; Ulaczyk, K.; Steeghs, D. (2024-01-04). "GRB 230911A: Первое открытие оптического аналога Fermi GRB с помощью наблюдателя оптических переходных процессов гравитационных волн (GOTO)". Research Notes of the AAS . 8 (1): 6. Bibcode : 2024RNAAS...8....6B. doi : 10.3847/2515-5172/ad1876 . ISSN  2515-5172.
  14. ^ Эбботт, Р.; Абэ, Х.; Ачернезе, Ф.; Экли, К.; Адхичари, С.; Адхикари, Н.; Адхикари, RX; Адкинс, В.К.; Адья, В.Б.; Аффельдт, К.; Агарвал, Д.; Агатос, М.; Агиар, О.Д.; Айелло, Л.; Айн, А. (01 августа 2023 г.). «Открытые данные третьего наблюдательного цикла LIGO, Virgo, KAGRA и GEO». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 267 (2): 29. arXiv : 2302.03676 . Бибкод : 2023ApJS..267...29A. дои : 10.3847/1538-4365/acdc9f . ISSN  0067-0049.
  15. ^ Gompertz, BP; Cutter, R; Steeghs, D; Galloway, DK; Lyman, J; Ulaczyk, K; Dyer, MJ; Ackley, K; Dhillon, VS; O'Brien, PT; Ramsay, G; Poshyachinda, S; Kotak, R; Nuttall, L; Breton, RP (2020-09-01). «Поиск электромагнитных аналогов событий слияния гравитационных волн с помощью прототипа наблюдателя оптических переходных процессов гравитационных волн (GOTO-4)». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 497 (1): 726–738. arXiv : 2004.00025 . doi : 10.1093/mnras/staa1845 . ISSN  0035-8711.
  16. ^ "Финансирование одобрено для расширения GOTO". GOTO Observatory . 2020-04-05 . Получено 2024-01-25 .
  17. ^ Дайер, Мартин Дж.; Стигс, Дэнни; ​​Гэллоуэй, Дункан К.; Диллон, Вик С.; О'Брайен, Пол; Рэмси, Гэвин; Нойсена, Кантанакорн; Палле, Энрик; Котак, Рубина; Бретон, Рене; Наттолл, Лора; Поллакко, Дон; Улачик, Кшиштоф; Лайман, Джозеф; Экли, Кендалл Д. (13.12.2020). «Оптический наблюдатель переходных процессов гравитационных волн (GOTO)». В Маршалле, Хизер К.; Спиромилио, Джейсон; Усуда, Томонори (ред.). Наземные и воздушные телескопы VIII (PDF) . Том 11445. SPIE. С. 1355–1362. arXiv : 2012.02685 . Bibcode : 2020SPIE11445E..7GD. doi : 10.1117/12.2561008. ISBN 978-1-5106-3677-4. S2CID  216906754.
  18. ^ Улачик, Кшиштоф (01.08.2021). "Вторая система GOTO установлена ​​в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос". goto-observatory.org . Получено 25.01.2024 .
  19. ^ Улачик, Кшиштоф (2021-12-08). "Полный северный узел развернут!". goto-observatory.org . Получено 2024-01-25 .
  20. ^ "GOTO-South". Австралийский национальный университет. 2024-01-29 . Получено 2024-01-29 .
  21. ^ Улачик, Кшиштоф (2022-12-08). "Новые купола GOTO возведены в обсерватории Сайдинг-Спринг". goto-observatory.org . Получено 2024-01-25 .
  22. ^ Улачик, Кшиштоф (2023-05-08). "Два новых массива телескопов установлены в обсерватории Сайдинг-Спринг". goto-observatory.org . Получено 2024-01-26 .
  23. ^ "TNS Transients Statistics, Skymaps and Plots | Transient Name Server". www.wis-tns.org . Международный астрономический союз. Архивировано из оригинала 11 сентября 2024 г. Получено 11 сентября 2024 г.
  24. ^ "AT 2023lli | Transient Name Server". www.wis-tns.org . Архивировано из оригинала 2024-02-03 . Получено 2024-02-03 .