МЕЖДУНАРОДНАЯ ВИРТУАЛЬНАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

Что такое виртуальная обсерватория?
ВО – наблюдение виртуального неба виртуальным телескопом
Генеральная задача ВО – доставлять данные, полученные когда-либо, с любого телескопа в мире на любой компьютер в любое время

Виртуальная обсерватория включает в себя
астрономические данные (в виде архивов космических и наземных телескопов, каталогов, баз данных);
средства поиска, доступа к данным и их обработки;
научные приложения результатов работы с данными.

Специфика астрономических данных
Предмет исследования – объекты
самые удаленные (13 млрд. световых лет)
самые многочисленные (или, наоборот, уникальные)
имеющие десятки наименований (Сириус имеет 54 идентификатора, Вега – 45)
Астрономические явления переменны; данные не обесцениваются. Физики и астрономы производят массу измерений: физики отбрасывают большинство, астрономы используют их все и их комбинации

Прогресс в области ИТ за минувшее десятилетие
тысячекратное увеличение скорости вычислений
значительное удешевление вычислений и передачи (в т.ч. и во времени) данных: жесткая память подешевела в 1000 раз; сейчас 1$ = 1Gb на диске = 10Mb передачи по FTP = 1 день вычислений
появление многочисленных сайтов, содержащих большие архивы
появление высокоскоростных сетей

Прогресс в астрономии
Значительное увеличение наблюдательных возможностей
общая площадь зеркал (в кв.метрах) телескопов мира (трехметровых и крупнее) увеличилась в 30 раз за последние 25 лет
космические миссии
Лавинообразный рост наблюдательных данных
терабайтные (а скоро – петабайтные) обзоры неба в широком диапазоне длин волн
миллиарды регистрируемых объектов, сотни измеряемых параметров для каждого объекта
и общий объем астрономических архивов, и их количество ежегодно удваивается

Астрономия изменяется
В ближайшее время станет существенно проще загрузить на компьютер оцифрованный участок неба, чем месяцами ожидать доступа к телескопу
Теория не успевает за наблюдениями (раньше было наоборот)

Вопросы к астрономам и финансирующим организациям
Как глобальные астрономические исследовательские проекты смогут управлять объемами данных и удовлетворять вычислительным требованиям, необходимым для выполнения передовых научных программ?
Как распределенные команды исследователей смогут совместно использовать данные, полученные на многочисленных новых инструментах, а также общие ресурсы?
Как новые обсерватории смогут обеспечить максимальный научный выход, чтобы оправдать необходимые для их создания затраты?

Виртуальные обсерватории
2000 г. – первые проекты (США, Европа)
Конец 2001 г. – Российская виртуальная обсерватория (решение Научного совета по астрономии РАН)
Лето 2002 г. – образование Альянса «Международная виртуальная обсерватория»
2003 г. – демонстрация возможностей первых прототипов ВО

Основные функции виртуальной обсерватории
Создание фонда существующих и планируемых ключевых национальных ресурсов и баз данных; создание среды, связывающей наблюдательные архивы
Функционирование в качестве связующего звена между Альянсом МВО и национальным астрономическим сообществом
Вклад в разработку стандартных интерфейсов доступа к данным и процесса их анализа
Производство астрономических данных
Создание ВО-прототипов, демонстрирующих поиск, изучение и доступ к распределенным источникам астрономических данных различных классов

Астрономические данные и приложения (программы обработки)
Надводная часть айсберга: программы пользователей
Подводная часть айсберга: приложения IVO
Вода: мировые сервисы астрономических данных

Научные задачи, решаемые виртуальной обсерваторией
систематическое изучение пространства наблюдаемых параметров
поиск редких или неизвестных объектов и явлений
изучение «Вселенной низкой яркости»
анализ временных рядов
сравнение результатов численного моделирования с большими наборами данных.

Панхроматический подход к изучению вселенной
Крабовидная туманность (комбинированное изображение) в различных спектральных диапазонах (всего возможна комбинация десятка диапазонов)

Временные ряды
Слабые, непродолжительные транзиентные события

Поиск кандидатов в коричневые карлики
Показывают красные (i-z) цвета в SDSS и голубые (J-Ks) цвета в 2MASS.
Демонстрация прототипа NVO привела к открытию новых кандидатов в коричневые карлики. На поиск ушло две минуты (вместо недель или месяцев). Исследована 1/200 часть неба.
Впоследствии результат был подтвержден спектроскопическими наблюдениями на крупнейшей наземной обсерватории Keck.

Мультихроматический мультивременной подход

Мультихроматический мультивременной подход
... должен сопровождаться разработкой стандартов

Направления работы для центров данных и разработчиков ПО
Разработка стандартов и протоколов, их международное согласование.
Создание «соединяющих» компонентов: портал, реестр, поток данных, распознавание пользователей, виртуальное хранилище и пр.
Предоставление ресурсов данных.
Создание механизмов для научной обработки данных.
Установка и сопровождение реестров ресурсов и систем поддержки пользователей.

Финансирование
МВО: $25 миллионов на первые 5 лет
Subaru (один из крупнейших наземных телескопов, 8.3 м): $377 миллионов (наблюдательная ночь на таком телескопе стоит около $50 тысяч)
Galileo (14-летняя миссия к Юпитеру, закончилась 21 сентября 2003): $1.5 миллиарда
HST (крупнейший космический телескоп): $6 миллиардов на период 1989-2010

Виртуальная обсерватория
является лучшим телескопом в мире
ведет к демократизации астрономии
открывает новую эру не только в астрономии, но и в науке

Institute of Solar-Terrestrial Physics, Irkutsk
St. Petersburg
Main (Pulkovo) Astronomical Observatory
Institute of Applied Astronomy
St. Petersburg State University
Main Russian astronomical organisations
Moscow and Moscow region
Sternberg State Astronomical Institute
Institute of Astronomy (INASAN)
Astro Space Centre of Lebebev Physical Institute
Space Research Institute (IKI)
Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radiowave Propagation (IZMIRAN)
Ural State University, Ekaterinburg
Kazan' State University, Kazan'
Special Astrophysical Observatory (SAO), Nizhnij Arkhyz
About 100 astronomical and astronomy-related organisations, departments, institutes

http://www.inasan.ru/eng/rvo
http://www.inasan.ru/rus/rvo