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Gaia: il "grande calcolo" procede

Una porzione di cielo esplorata da Gaia e visualizzata dal software IDT descritto nell'articolo (il riquadro è ingrandito in fondo all'articolo)
Una porzione di cielo esplorata da Gaia e visualizzata dal software IDT descritto nell'articolo (il riquadro è ingrandito in fondo all'articolo) Credits: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC - processing: M. Di Lorenzo (DILO)

Vediamo come procede la complessa elaborazione della enorme mole di dati, in vista della pubblicazione del primo catalogo astrometrico tra pochi mesi. Intanto si festeggia un compleanno...

 Il 9 giugno, a quasi due anni dall'inizio delle operazioni nominali di Gaia e a 10 anni dalla fondazione del consorzio DPAC (che si occupa dell'analisi dei dati inviati dal satellite astrometrico europeo), il sistema di trattamento iniziale dei dati (IDT) ha terminato la sua 1000° iterazione. Si tratta di una notevole pietra miliare per questo sistema critico responsabile del trattamento quotidiano dei dati Gaia.

 Il software IDT viene eseguito su qualcosa come 28 nodi di calcolo presso il Science Operations Centre Gaia (SOC, a ESAC, nei pressi di Madrid), che riceve i dati grezzi dal veicolo spaziale attraverso il Centro Operativo della Missione ed elabora i dati di scentifici e telemetrici necessari a ricavare misure astrometriche, fotometriche e spettroscopiche utili. Inoltre, fa ricorso a complessi algoritmi per determinare "i dati intermedi" sul veicolo (orientamento fine, variazioni dell' "angolo di base", ecc) ed effettuare una prima identificazione di oggetti in riferimento ai cataloghi esistenti.

 Questi algoritmi richiedono diverse calibrazioni strumentali, determinate da IDT stesso o da altri sistemi a disposizione del DPAC. Tutto ciò deve avvenire in tempo reale, su base giornaliera e durante tutta la missione, per una prima diagnostica e calibrazione. Il trattamento iniziale dei dati è organizzato in "iterazioni" (runs), che consentono di gestire ed eleaborare una serie di misure nel corso di un determinato intervallo di tempo. In genere, IDT fa una iterazione ogni circa 23 ore di osservazione poichè questo permette di accumulare dati sufficienti per ottenere un output auto-consistente ed eseguire una diagnostica rappresentativa; durante i primi mesi della missione, le iterazioni erano più brevi per accelerare la diagnosi e valutare la salute del satellite e dei sistemi di elaborazione dati a terra. IDT effettua le sue diagnosi, generando oltre 9000 grafici e le statistiche ogni giorno per determinare la qualità e le tendenze dei dati; questo consente di rilevare eventuali incongruenze o difficoltà prima che possano diventare un vero problema (sia a bordo che a terra).

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La schermata principale IDT nel momento in cui la millesima iterazione si è conclusa - Credits: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC

 Un modo per identificare le misure di Gaia è quello basato sul momento di acquisizione, espresso in 'rivoluzioni di missione' (rotazioni di Gaia attorno al suo asse di rotazione). I quattro grafici principali della figura qui sopra illustrano il tempo di missione (assi verticali) dei diversi tipi di dati ricevuti o trasformati in un dato istante dell'orologio (assi orizzontali). Qui IDT si stava riprendendo da un downtime per eseguire alcune operazioni di manutenzione, raggiungendo in breve tempo di nuovo la 'linea in tempo reale' (la linea tratteggiata diagonale su ogni plot). Le linee verticali tratteggiate indicano le iterazioni concluse.

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La strisciata di cielo esplorata durante una singola iterazione (coordinate equatoriali); la porzione in basso a sinistra è ingrandita nell'immagine d'apertura - Credits: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC

 Per illustrare il carico di lavoro quotidiano e l'accuratezza del sistema IDT la figura qui sopra mostra che, nella regione di cielo coperta (evidenziata in grigio) nell'arco di 24 ore Gaia ha riconosciuto "solo" 43 milioni di oggetti (in alcuni giorni si può andare oltre un centinaio di milioni di oggetti). Le coordinate celesti sono quelle determinate da IDT in tempo reale e sono già molto accurate (entro 0,1 secondi d'arco). L'immagine completa della strisciata contiene ben 603 megapixel e ne forniamo una porzione in scala ridotta come immagine di apertura, insieme ad un dettaglio ingrandito qui sotto nella scala originale. Quando si ingrandisce, si intravedono le "strisce" scura al bordo di diverse scansioni di Gaia mentre ruota (una rivoluzione ogni 6 ore). Se ingrandiamo ulteriormente, come è stato fatto nella porzione sottostante, si vedono finalmente le singole stelle identificate da Gaia anche in zone affollate come il centro di due ammassi globulari. Si tenga presente che Gaia normalmente NON trasmette a terra immagini del cielo ma solo le informazioni e le micro-immagini relative ai singoli oggetti stellari che entrano nel suo campo visivo!

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Ulteriore ingrandimento sulla porzione precedente, sono visibili i due ammassi globulari NGC 1831 e NGC 1866; a destra in alto un ulteriore ingrandimento su uno di essi - Credits: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC - processing: M. Di Lorenzo (DILO)

 

Fonte: http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/iow_20160610

 

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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