IU SCA permite la exploración de la región del bulbo de la Vía Láctea: IU News

May 22, 2023

La Vía Láctea, la galaxia que rodea al sol de la Tierra, es una galaxia espiral, con un grupo muy compacto de estrellas en su centro y otros cuerpos estelares girando alejándose de ella. Alguna vez se supuso que el centro, también conocido como "protuberancia", estaba formado por estrellas muy antiguas. Más recientemente, los científicos han descubierto que el bulto galáctico es un entorno rico y complejo que contiene cúmulos de estrellas, objetos que caen capturados por la gravedad de la Vía Láctea, estrellas ricas en metales, así como algunas de las estrellas más antiguas de la galaxia. Varios factores, como la geometría compleja de las líneas de visión hacia el interior de la galaxia, junto con el hacinamiento extremo y las regiones de polvo y gas que oscurecen la luz, han hecho que esta parte de la galaxia sea difícil de estudiar y comprender.

Blanco DECam Bulge Survey (BDBS), un proyecto de tres años financiado por la NSF, alivia estas dificultades al crear imágenes de aproximadamente 200 grados cuadrados de la región de la protuberancia de la galaxia de la Vía Láctea. Para hacerlo, el proyecto utiliza la Cámara de Energía Oscura (DECam) instalada en el Telescopio Blanco de 4m en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile.

Cúpula que rodea el Telescopio Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO)

Debido a la dificultad de estudiar la protuberancia, los investigadores tienden a tener más éxito al comprender su historia de formación a través de imágenes multibanda de alta calidad que son sensibles a la composición química de las estrellas y permiten correcciones por extinción y enrojecimiento a lo largo de una línea de visión. . Christian Johnson, graduado de la Universidad de Indiana (Ph.D., 2010) y científico investigador en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, lidera el proyecto con el profesor R. Michael Rich, astrónomo investigador de la UCLA. Además de IU, Harvard y UCLA, el proyecto BDBS también incluye colaboradores del Observatorio Astronómico de Shanghai, la Universidad de Michigan-Dearborn y la Universidad de Saint Martin.

Johnson señala que el BDBS produce imágenes en el ultravioleta cercano, ópticas y en el infrarrojo cercano para aproximadamente 250 millones de estrellas en la protuberancia para lograr esta tarea. "Los datos del UV cercano permitirán las primeras investigaciones exhaustivas de las estrellas más antiguas del bulto y ayudarán a encontrar nuevos cúmulos de estrellas y corrientes de material que caen; los datos ópticos y del IR cercano se utilizarán para investigar la composición química de las estrellas, las estructuras a gran escala y las distribuciones de edad dentro de la Galaxia interior, y las combinaciones de los tres conjuntos nos permitirán cuantificar los efectos del polvo en el gas en nuestras observaciones".

Un mapa de densidad de fuentes agrupadas que comprende 243 959 076 objetos para la huella de BDBS contigua. La extinción sustancial limita la profundidad óptica a lo largo de las líneas de visión cerca del plano galáctico (visto aquí como una franja oscura), mientras que las observaciones incompletas y/o las malas condiciones de observación resultaron en menos detecciones para un pequeño número de campos (identificados aquí por niveles de intensidad media más bajos). Son visibles más de 25 cúmulos globulares, incluidos objetos notables como Messier 22 y FSR 1758. El campo de visión DECam también es visible para algunos campos en los que no se pudieron obtener múltiples interpolaciones. Cortesía de Christian Johnson.

El Dr. Johnson trabajó con el Dr. Michael Young del Scalable Compute Archive (IU SCA) de la Universidad de Indiana para procesar y analizar miles de imágenes DECam utilizando los clústeres de computación Karst y Carbonate de la Universidad de Indiana y el sistema de almacenamiento compartido Data Capacitor II, extrayendo y correlacionando miles de millones de datos astronómicos. medidas de las estrellas bulbosas. Luego, el Dr. Young desarrolló un sistema para permitir a los investigadores buscar a través de este gran conjunto de datos, incluido un portal (https://bdbs.sca.iu.edu) y una canalización de procesamiento de big data. Comenzó con la pila de servicios y la base de código de One Degree Imager - Portal, Pipeline y Archive (ODI-PPA: https://portal.odi.iu.edu), que refactorizó y adaptó a los requisitos del proyecto BDBS. Luego, el Dr. Young creó un entorno de ejecución de canalización que aprovecha los nodos de "intensidad de datos" de Karst configurados en un clúster de Hadoop para analizar casi 250 millones de filas y 4 mil millones de mediciones astronómicas distintas cuando los investigadores envían una consulta a través de la interfaz de búsqueda del portal.

Según Caty Pilachowski, Profesora Distinguida y Directora Daniel Kirkwood del Departamento de Astronomía de la Universidad de Indiana, "los datos fotométricos del estudio permiten a los astrónomos estudiar el origen, la evolución y la estructura del interior de la Galaxia. A partir de los datos fotométricos, puede determinar las edades y composiciones de las diversas poblaciones de estrellas que componen el Bulge y rastrear sus orígenes. La región de estudio también incluye más de una docena de cúmulos estelares globulares, que son reliquias fósiles de los primeros episodios de formación estelar cuando se formó la galaxia. ."