Vaste catalogue d’étoiles qui explosent

La plus grande publication de données de supernovae relativement proches (explosions colossales d’étoiles), contenant trois ans de données du télescope Pan-STARRS de l’Institut d’astronomie de l’Université d’Hawaï (IfA) au sommet de Haleakalā à Maui, est accessible au public via l’expérience Young Supernova (YSE). ). Le projet, qui a débuté en 2019, a sondé plus de 1 500 degrés carrés de ciel tous les trois jours et a découvert des milliers de nouvelles explosions cosmiques et d’autres transitoires astrophysiques, des dizaines d’entre eux quelques jours ou heures seulement après l’explosion.

Les données récemment publiées contiennent des informations sur près de 2 000 supernovae et autres objets variables lumineux avec des observations en plusieurs couleurs. C’est aussi le premier à utiliser intensivement l’imagerie multi-couleurs pour classer les supernovae et estimer leurs distances.

Les astrophysiciens utilisent de vastes relevés d’imagerie – des études systématiques de vastes zones du ciel au fil du temps – et différentes parties du spectre électromagnétique pour de nombreux objectifs scientifiques. Certains sont utilisés pour étudier les galaxies lointaines et leur évolution dans le temps cosmique, ou pour observer des régions spécifiques du ciel qui sont particulièrement importantes, comme la galaxie d’Andromède.

“Pan-STARRS produit un flux constant de découvertes transitoires, observant de vastes zones du ciel chaque nuit claire avec deux télescopes”, a déclaré Mark Huber, chercheur principal à l’IfA. “Avec plus d’une décennie d’observations, Pan-STARRS exploite l’un des systèmes les mieux calibrés en astronomie, avec une image de référence détaillée du ciel statique visible depuis Haleakalā. Cela permet une découverte et un suivi rapides des supernovae et d’autres événements transitoires, bien adapté à des programmes comme YSE pour constituer l’échantillon requis pour l’analyse et cette importante publication de données.”

YSE est conçu pour trouver des sources astrophysiques “transitoires” énergétiques telles que les supernovae, les événements de perturbation des marées et les kilonovae (explosions extrêmement énergétiques). Ces transitoires évoluent rapidement, atteignant leur luminosité maximale puis s’estompant après quelques jours ou mois.

Collaboration multi-institutions

Les images de Pan-STARRS sont transférées au centre de technologie de l’information de l’UH pour un traitement initial et un étalonnage scientifique par le pipeline de traitement d’images Pan-STARRS. Un traitement de niveau supérieur, une analyse détaillée et un stockage ont ensuite été effectués à l’aide de systèmes informatiques du Centre national d’études astrophysiques (CAPS) du National Center for Supercomputing Applications (NCSA), de l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC) et du Dark Cosmology Center. (DARK) à l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague.

L’enquête et les outils utilisés pour analyser les données sont des précurseurs essentiels de la prochaine enquête sur l’espace et le temps de l’observatoire Vera C. Rubin, un nouveau télescope de 8,4 mètres en cours de construction au Chili. L’observatoire Rubin arpentera l’ensemble du ciel toutes les trois nuits, découvrant tant d’objets variables et explosifs qu’il sera impossible d’obtenir des observations de suivi détaillées. La capacité de classer ces objets à partir des seules données d’enquête sera essentielle pour choisir les plus intéressants pour les astronomes à cibler avec d’autres télescopes.

Gautham Narayan, directeur adjoint du CAPS, dirige l’analyse cosmologique de l’échantillon de données et Patrick Aleo, ancien diplômé du CAPS, est l’auteur principal de l’article intitulé “The Young Supernova Experiment Data Release 1 (YSE DR1): Light Curves and Photometric Classification of 1975 Supernovae.”

“Une grande partie de l’univers du domaine temporel n’est pas cartographiée. Nous ne connaissons toujours pas les systèmes progéniteurs de bon nombre des classes les plus courantes de transitoires, telles que les supernovae de type Ia, tout en utilisant ces sources pour essayer de comprendre l’histoire de l’expansion de notre univers. “, a déclaré Narayan. “Nous avons également vu une contrepartie électromagnétique à une fusion d’étoiles à neutrons binaires. Il existe de nombreux types de transitoires qui sont théoriquement prédits, mais qui n’ont jamais été vus du tout.”

Ken Chambers, directeur de Pan-STARRS, a ajouté que “cette collaboration avec l’expérience Young Supernova fait un usage exceptionnel de la capacité de Pan-STARRS à surveiller régulièrement le ciel à la recherche de phénomènes transitoires et d’objets en mouvement. Nous avons fourni un échantillon sans précédent de jeunes supernovae découvertes avant leur luminosité maximale qui sera une ressource importante pour les chercheurs sur les supernovas et les cosmologistes pendant de nombreuses années. À l’avenir, Pan-STARRS restera une ressource cruciale dans l’hémisphère nord pour compléter l’observatoire Rubin dans l’hémisphère sud.

Cet effort révolutionnaire est une collaboration entre UH, UCSC, DARK, NCSA et l’Université de l’Illinois – Urbana-Champaign (UIUC) et l’Université d’Hawaï. La collaboration a utilisé le télescope Pan-STARRS1 d’Hawaï et le pipeline de données pour collecter et traiter les images, l’analyse par DARK des données sur son cluster informatique, l’organisation de l’enquête et de l’hébergement des données par l’UCSC, et l’analyse du NCSA et de l’UIUC.