第100章 虛擬天文台(1 / 2)

 什麼是虛擬天文台

通常到天文台去使用大型天文觀測儀器,都要經過申請、準備、觀測、整理數據等一係列步驟和過程。天文學家為了使用世界上最好的天文觀測儀器,有時要等半年甚至一年。如果在約定的時間遇到某種意外,例如,天氣突然變得不能觀測,則前期的準備工作可能都要付諸東流。

從20世紀80年代末以來,科學技術進步為傳統的天文學觀測和研究帶來改革希望。新型天文觀測儀器有了突飛猛進的發展,天文望遠鏡設計理論和製造水平發生了很大變化,高分辨率電子耦合靈敏探測器(2 048×2 048像素CCD)廣泛使用,計算機處理數據能力和信息傳輸速率也成倍提高。

過去10多年相繼投入使用的大型觀測設備,包括10米級的大口徑光學望遠鏡、2.5米級的空間望遠鏡、X射線空間天文台、近紅外望遠鏡以及厘米波、毫米波射電望遠鏡,都要產生大量數據。例如,美國的哈勃太空望遠鏡,每天的觀測數據可達數百億比特,使天文學家備感應接不暇。巨量的觀測數據令天文學家興奮不已,同時也對數據處理的理論、方法和工具提出了新要求。過去因缺乏足夠的觀測數據而無法進行數值模擬,而現在可以將複雜的數值模擬結果與觀測數據進行科學的對比驗證。

麵對新局麵,美國提出建立國家虛擬天文台。虛擬天文台是網格技術在天文領域的重要應用。虛擬天文台的基本原理就是,利用可視化工具和天文望遠鏡觀測得到的數據把所觀測天體再現出來,形成一個數字虛擬天空。在相應軟件的幫助下,用戶可以按需要顯示望遠鏡所觀測到的任何部分的天空,並且可同時使用功能強大的計算工具、檢索工具、統計分析工具等。通過虛擬天文網格,可以解決虛擬天文台對海量數據的存儲和處理問題。同時,虛擬天文台還可以滿足更多的天文學家對數據資源共享的需求,為天文學家提供新的科研方法與手段。

“虛擬天文台”計劃中一個重要的概念就是巡天,所謂巡天,就是對整個天區進行觀測、普查。如果利用γ射線巡天、X射線巡天、紫外巡天、光學巡天、紅外巡天和射電巡天所得到的觀測數據,用合適的方法對數據進行統一規範的整理、歸檔,便可以構成一個全波段的數字虛擬天空;而根據用戶要求獲得某個天區的各類數據,就仿佛是在使用一架虛擬的天文望遠鏡;如果再根據科學研究的要求開發出功能強大的計算工具、統計分析工具和數據挖掘工具,這就相當於擁有了虛擬的各種研究設施。這樣,由數字虛擬天空、虛擬天文望遠鏡和虛擬研究設施所組成的機構便是一個獨一無二的虛擬天文台。

 國際虛擬天文台建設計劃

1999年,美國國家科學院天文學及天體物理學發展規劃委員會在題為《新千年的天文學和天體物理學》的未來十年發展規劃中,把建立國家虛擬天文台作為最優先的推薦項目。之後,各國天文學界迅速響應,紛紛提出了自己的虛擬天文台計劃,比如歐洲南方天文台領導建立的天文學虛擬天文台;歐盟資助研究TB級數據流的傳輸技術,以應對將來更大口徑望遠鏡等硬件設施的發展;英國政府出資進行的天文網格項目主要關注麵向分布式數據的網格技術等。