天文学家称，薇拉·鲁宾望远镜将产生令人难以置信的大量数据

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智利塞罗巴雄正在建造的LSST或薇拉·鲁宾巡天望远镜。图片来源:LSST

（）据今天的宇宙：当维拉·c·鲁宾天文台于2025年上线时，它将成为天文学家可用的最强大的工具之一，利用其8.4米的镜子和3.2千兆像素的相机，每天晚上捕捉大部分天空。每张图像将在60秒内进行分析，提醒天文学家注意像超新星这样的瞬时事件。令人难以置信的是，每年将记录5,000)的新原始图像，供天文学家研究。

毫不奇怪，天文学家迫不及待地想得到高分辨率数据。一篇新论文概述了如何处理、组织和传播大量数据。在预计长达10年的调查过程中，整个过程将需要三大洲的几个设施。

鲁宾天文台是一个位于智利安第斯山脉高处的地面望远镜。天文台的8.4米西蒙尼巡天望远镜将使用世界上分辨率最高的数码相机，其中还包括世界上最大的鱼眼镜头。这款相机的大小大致相当于一辆小型汽车，重量接近2800千克(6200磅)。这台巡天望远镜移动迅速，每四个晚上就能扫描南半球整个可见的天空。

法比奥·埃尔南德斯、乔治·贝克特、彼得·克拉克和其他几位天文学家在arXiv上发表的预印本论文中写道:“天体的自动检测和分类将通过复杂的算法在高分辨率图像上进行，以逐步生成一个最终由200亿个星系和170亿颗恒星及其相关物理属性组成的天文目录。”



显示内部工作的望远镜模型的详细剖面图。信贷:LSST项目/J. Andrew

鲁宾天文台的主要项目是空间和时间遗产调查(LSST)，研究人员预计该项目将收集500多万个小行星带物体、30万个木星木马、10万个近地物体和4万多个柯伊伯带物体的数据。由于鲁宾将能够每隔几天绘制一次可见的夜空，这些物体中的许多将被观察数百次。

由于望远镜的重复观测，大量的数据将有助于计算所有这些物体的位置和轨道。

图像和数据将立即从望远镜传输到位于智利拉塞雷纳的基地设施和智利数据访问中心，然后通过专用高速网络传输到连接各个站点的三个鲁宾数据设施:位于法国里昂的法国数据设施CC-IN2P3、位于英国的英国数据设施IRIS network以及位于美国加利福尼亚州SLAC国家加速器实验室的美国数据设施和数据访问中心。位于美国亚利桑那州图森的天文学研究大学协会(AURA)也有一个总部站点。

一旦拍摄了图像，它们将根据三种不同的时间尺度进行处理:即时、每日和每年。Hernandez等人的论文概述了每个观测夜晚收集的原始图像将如何被快速处理(在60秒内)，并且亮度或位置发生变化的物体将生成并发出“瞬时检测”警报。

对于这种被称为即时处理的过程，将没有与警报相关联的专有时段，并且它们将立即可供公众使用，因为目标是快速传输关于任何给定事件的几乎所有信息，以实现快速分类和决策。科学家估计，即时处理每晚可以产生数百万个警报。



图像从望远镜位于智利的峰顶站传送到基地站，然后传送到三个鲁宾数据设施，这些设施共同提供计算能力，处理观测站在观测期间拍摄的图像。鸣谢:薇拉·鲁宾天文台

在观察的24小时内发布的每日产品将包括那天晚上的图像。年度活动将重新处理自调查开始以来收集的整个图像数据集。

对于每一次数据发布，除了经过最新科学算法处理的科学就绪图像之外，还将有原始图像和校准图像。还将有所有探测到的天体物理物体特性的目录。

天文学家写道:“对积累的原始图像集进行年度处理所产生的发布数据产品的数量平均是当年输入数据集大小的2.3倍，估计到调查结束时将超过100 Pb。”他们还表示，在长达10年的调查中，为科学分析发布的数据量估计将增加一个数量级。

鲁宾天文台将利用几种数据产品和服务，将数据归档并传播给各种科学合作组织。这篇论文说，鲁宾·LSST的“科学管道”由大约80种不同的任务组成，这些任务都是在一个通用的算法代码库和专门的软件之上实现的。有一个特性叫做数据管家，它是一个软件系统，抽象出数据访问细节(包括数据位置、数据格式和访问协议)。



用于图像处理的LSST科学管道概念设计图解。鸣谢:埃尔南德斯等人。

每年都会发布一份数据，供科学合作组织在四个主要科学支柱的研究中使用:探索暗物质和暗能量，清点太阳系物体，探索短暂的光学天空和绘制银河系地图。

这种年度发布将允许对迄今为止拍摄的所有勘测图像进行再处理、组合和自动测量，以产生整个南方天空的越来越深入的图片，以及越来越多的天文物体目录，这些目录捕捉到了每个天体如何随着时间的推移而变化。这种年度数据处理将在三个数据设施中运行，最终数据集在SLAC汇集，并通过鲁宾科学平台提供给天文学家和物理学家。

目前，预计鲁宾天文台的数据将在两年后完全公开。如何访问公共数据以及如何为这种访问提供资金的问题仍在研究中。