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In 2013, the team, led by the MAS associated researcher Francisco Förster, used the DECam camera at the Blanco telescope from the Cerro Tololo Inter American Observatory to detect supernovae in real-time for the first-time. In that opportunity, the camera caught 100 exploding stars practically live, which was a massive science challenge. Today, the Vera Rubin Observatory will use that experience to test the future teams when they begin its operations in a few years.
Doubtlessly, the large amount of data that the former Large Synoptic Survey Telescope, now the Vera Rubin Observatory, will release per night is one of the challenges in sciences and technology that astronomers, engineers, and specialists of this area have been waiting to start in 2023. In this context, the project called HiTS or High Cadence Transient Survey carried out between 2013, 2014 and 2015, is one of the pioneers when we talk about data processing in real-time. And today, such effort is recognized by the same team preparing the telescope start-up at Cerro Pachón.
HiTS, a project created by the Millennium Institute of Astrophysics MAS and the Center for Mathematical Modeling CMM of the Universidad de Chile, was designed to detect supernovae in real-time using the Dark Energy Camera (DECam), mounted on the 4-meters telescope at Cerro Tololo. It was looking for the early light signals this astronomical phenomenon produces, in the exact moment it happens. Something that never happened before. The team processed more than a billion pixels, analyzing an area of the sky larger than 200 times the size of the Moon every hour and a half per six days, finding more than 100 supernovae, some of them about to explode.
According to Francisco Förster –MAS associated researcher, who also led HiTS in the past, this challenge meant a meaningful work for the development of new techniques in the field of computational intelligence and the execution of an interdisciplinary team who can respond to such unprecedented project.
All of these precedents make the Vera Rubin Observatory choose the resulting data from HiTS to test the new collaborators that will work on these data when it starts operating. “The Vera C. Rubin Observatory and its Legacy Survey of Space and Time (LSST) are preparing to evaluate the team who want to apply to be Community Brokers. These imply to receive a complete copy of the astronomical alerts stream from LSST in real-time to its classification and redistribution. To put the applying teams on trial, the observatory created a data stream of about 1 TB. This stream will allow the teams to show their technical abilities to receive and process data and classify them correctly,” Förster states.
Those mentioned data will be from HiTS: “The HiTS project was designed to detect young supernovae in real-time, but also prepare ourselves to manipulate large volumes of data related to new projects such as LSST. Earlier on, it was a risky project since it was requested many nights of observing time to detect an event that wasn’t observed before. Today, it was chosen to use data from HiTS because it captures the inherent difficulties of processing large volumes in real-time. And since it is a non-simulated data, it is clearly seen the wealth of real data, with elements that are hard to simulate, and also with real temporal series of transients and variable stars with a similar range to the LSST that only a few models can reply nowadays,” MAS researcher explains.
The successor of HiTS: ALeRCE
To Förster, the fact that the Vera Rubin Observatory has selected HiTS for the brokers testing is not a random thing. Doubtlessly, it represents the work done from 2013 to date: “This validates the bet we put into the DECam to observe a relatively small region of the sky with high cadence during several weeks. Also, it gives data processing higher visibility in several publications. Find the summary here: http://alerce.science/high-cadence-transient-survey-hits. It also validates the investment that institutions such as MAS, CMM, and other partners have done to motivate the Chilean and international community to work on this new interdisciplinary way of doing astronomy.”
Under this scenario, he also encourages the teamwork that currently leads the project called Automatic Learning for the Rapid Classification of Events ALeRCE, a natural successor of HiTS. This broker basically works to build tools and algorithms that allow the automatic analysis of large telescopes in order to identify astronomical objects in real-time, and later study them with other telescopes in the following projects. ALeRCE was also directed by MAS and CMM, in which team participates an interdisciplinary team of scientists from different prestigious global universities. Like other projects, it aims to become in Vera Rubin’s’ community broker. “These testing are important for ALeRCE because they will define whether we are accepted as a Community Broker. ALeRCE is a massive collaboration as a natural sequel to the HiTS project. Using the previous data on the tests gave us a comparative advantage since we know these data very well, making the analysis and classification a lot easier,” the astronomer concludes.
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Fue en el 2013 cuando un equipo, liderado por el investigador asociado del MAS Francisco Förster, utilizó la cámara DECam del telescopio Blanco del Observatorio Interamericano Cerro Tololo para detectar por primera vez supernovas en tiempo real. En la oportunidad, se detectaron 100 explosiones de estrellas prácticamente en vivo, lo que significó un desafío científico de proporciones. Hoy, el Observatorio Vera Rubin utilizará esa experiencia para probar a los equipos con los que trabajará al comenzar sus operaciones en unos años más.
La gran cantidad de datos que liberará por noches el Observatorio Vera Rubin (ex Large Synoptic Survey Telescope, LSST) es sin duda uno de los retos científicos y también tecnológicos a los que los astrónomos, ingenieros y especialistas dedicados a esta área han estado preparándose en los últimos años para cuando comience sus operaciones en 2023. En ese sentido, el proyecto HiTS o The High Cadence Transient Survey, que se realizó durante los años 2013, 2014 y 2015, es uno de los pioneros cuando se habla de procesamiento de datos en tiempo real y hoy ese esfuerzo es reconocido por el mismo equipo que está preparando la puesta en marcha del gran telescopio que se construye en Cerro Pachón.
HiTS, un proyecto desarrollado por el Instituto Milenio de Astrofísica MAS y el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, fue diseñado para detectar supernovas en tiempo real, utilizando la Dark Energy Camera (DECam), montada en el telescopio de 4 metros de Observatorio Cerro Tololo. Lo que buscaba, era las señales de luz tempranas producidas por este fenómeno astronómico, justo cuando se produjeran, algo nunca antes realizado. Analizando un área del cielo mayor que 200 veces el tamaño de la Luna cada una hora y media, por seis días, el equipo procesó más de un de millón de millones de pixeles, encontrando más de 100 supernovas, algunas de ellas a sólo horas de su explosión.
Según Francisco Förster, investigador asociado del MAS y quien en esos años lideró el proyecto HiTS, este desafío no sólo significó un trabajo importante para el desarrollo de nuevas técnicas de inteligencia computacional, sino que también la articulación de un grupo multidisciplinario de personas que dieran respuesta a este inédito proyecto.
Todo ello, hace que hoy el Observatorio Vera Rubin haya elegido los datos resultantes de HiTS para poner a prueba a los nuevos colaboradores que trabajarán la información que se genere cuando entre en operación. “El Vera C. Rubin Observatory y su Legacy Survey of Space and Time (LSST) se está preparando para evaluar a los equipos que quieran postular a ser Community Brokers. Esto implica recibir una copia del stream de alertas astronómicas completas de LSST en tiempo real para su clasificación y redistribución. Para poner a prueba a los equipos que están postulando, el observatorio generó un stream de datos de aproximadamente 1 TB. Este stream permitirá a los equipos demostrar su capacidad técnica de ingerir y procesar estos datos, pero también de clasificarlos correctamente”, explica Förster.
Esos datos serán los de HiTS: “El proyecto HiTS fue diseñado para detectar supernovas jóvenes en tiempo real, pero también para prepararnos en el manejo de grandes volúmenes de datos asociados a nuevos proyectos como el LSST. En su momento fue un proyecto muy arriesgado porque se solicitaron muchas noches de observación para detectar un evento que no había sido observado. Hoy se decide usar sus datos porque efectivamente capturan la dificultad inherente de procesar grandes volúmenes en tiempo real. Al ser datos no simulados se refleja de mejor forma la riqueza de los datos reales, con artefactos que son difíciles de reproducir en simulaciones, y con series temporales reales de transientes y estrellas variables a una profundidad similar al LSST que pocos modelos pueden reproducir hoy en día”, explica el investigador del MAS.
El sucesor de HiTS: ALeRCE
Para Förster, el hecho de que el Observatorio Vera Rubin haya seleccionado HiTS para la prueba de brokers no es un hecho azaroso y sin duda marca el trabajo realizado desde el 2013 a la fecha: “Esto valida la apuesta que hicimos al dedicar la cámara DECam durante varias semanas a observar una región relativamente pequeña del cielo con una alta cadencia. Además, le dará mayor visibilidad al trabajo de análisis de estos datos, con varias publicaciones que pueden encontrar resumidas acá: http://alerce.science/high-cadence-transient-survey-hits/. También valida la inversión que instituciones como MAS, CMM, y otros socios han hecho para empujar a la comunidad chilena e internacional a trabajar interdisciplinariamente en esta nueva forma de hacer astronomía”.
En este escenario, además, impulsa el trabajo del equipo que actualmente dirige en el proyecto Automatic Learning for the Rapid Classification of Events o ALeRCE, sucesor natural de HiTS. Este broker, también liderado desde el MAS y CMM, y en el que participa un equipo multidisciplinario de científicos y científicas de prestigiosas universidades nacionales e internacionales, trabaja básicamente en la construcción de herramientas y algoritmos que permitan el análisis automatizado de los datos provenientes de grandes telescopios con el fin de poder identificar objetos astronómicos en tiempo real y permitir que puedan luego ser estudiados con otros telescopios en campañas de seguimiento. Tal como otros proyectos también aspira en convertirse en Community Brokers del Vera Rubin. “Estas pruebas son importantes para ALeRCE porque definirán si somos aceptados como Community Brokers o no. ALeRCE es una colaboración muy grande que se originó como la continuación natural del proyecto HiTS, y el que se hayan usados los datos de este proyecto en estas pruebas nos da una ventaja comparativa porque los conocemos muy bien, haciendo más fácil su análisis y clasificación”, concluye el astrónomo.[:]
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