О.Ю. Малков. Российская Виртуальная обсерватория.

Российская виртуальная
обсерватория
Малков О.Ю,
Длужневская О.Б, Кильпио Е.Ю., Ковалева Д.А.,
Миронов А.В., Рыхлова Л.В, Рябчикова Т.А., Сазонов
С.Ю., Сачков М.Е., Баканас Е.С., Пахомов Ю.В.
АстрО съезд 2015
Содержание доклада
• Введение
• Современные и готовящиеся российские данные и
сервисы
–
–
–
–
–
–
Фотометрия
Спектроскопия
Ультрафиолет
Рентген и гамма
Малые тела Солнечной системы
Двойные и кратные звезды
• Практические советы
• Выводы
Российская Виртуальная Обсерватория
• Российская виртуальная обсерватория (РВО) - международный
проект, курируемый Российской академией наук. Научным
советом по Астрономии РАН он включен в число важнейших
международных проектов РАН.
• Основные цели проекта РВО:
– объединить российские информационные ресурсы для создания
основы и важного компонента Российской Виртуальной
Обсерватории и последующей интеграции в Международную
Виртуальную Обсерваторию;
– предоставить российскому астрономическому сообществу
удобный и эффективный механизм доступа к зарубежным
источникам данных.
• В докладе описано текущее положение дел по развитию РВО,
представлены современные российские (и, отчасти,
зарубежные) ресурсы данных в разных областях астрономии, а
также дана информация об осуществляемых и планируемых
работах по созданию новых, оригинальных ресурсов
астрономических данных.
Процесс исследования Вселенной
International Virtual Observatory Alliance
www.ivoa.net
Современные и готовящиеся
российские данные и сервисы
Фотометрия
WBVR
• Наблюдения в период с 1985 по 1989 год и полный
каталог ярких (V ярче чем 7.2 mag) звезд северного
(выше склонения минус 15°) неба в фотометрической
системе WBVR (Корнилов и др. 1991).
• В ходе создания WBVR-каталога была создана система
стандартов из более чем 200 звезд.
• Сравнение WBVR-величин с величинами Hp Гиппаркос
(для проведения такого сравнения была разработана
специальная методика) показало, что ошибки звездных
величин обоих каталогов примерно одинаковы и для
непеременных звезд составляют величины порядка
0.002-0.004 mag. Это наивысшая в настоящее время
точность для глобальных фотометрических каталогов.
• Анализ и продолжение WVBR-каталога (Захаров и др.,
завтра).
Перспективы
• В настоящее время в ГАИШ разрабатывается проект
проведения полного обзора всего неба в 10
спектральных полосах (проект «Лира-Б»). Обзор
предполагается проводить с борта пилотируемой
космической станции. Для подобного обзора
разработана 10-цветная фотометрическая система и
определены ее возможности для задачи
проведения спектральной классификации
фотометрическими методами.
• Одной из важнейших задач проектируемого обзора
является создание 10-цветной системы стандартов,
объемом в несколько миллионов объектов.
Спектроскопия
Что необходимо иметь для анализа
спектров астрономических объектов
(звезд)?
• Наблюдаемые спектры
• Модели среды, из которой выходит излучение
• Параметры, описывающие свойства атомов и
молекул, формирующих поглощение/излучение
Венская база параметров атомных и
молекулярных линий
http://vald.inasan.ru/~vald3/php/vald.php
vamdc.eu
Виртуальный центр
атомных и
молекулярных данных
VAMDC
• представляет
сотрудничество групп по
генерации, оценке и
использованию атомных и
молекулярных данных
• ориентирован на
построение безопасного,
гибкого и
интероперабельного
интерфейса для
существующих атомных и
молекулярных данных.
Спектроскопия
для простаков
Ультрафиолет
Mikulski archive for space telescopes
Обсерватория "Астрон“ (1983-1989)
Ведущие конструкторы А.А. Моишеев, О.Г.
Ивановский и руководитель космического
эксперимента "Астрон" А.А. Боярчук возле
макета телескопа "Спика", установленного на
борту космической обсерватории "Астрон«.
17
Астрон
• Астрон был выведен на высокоапогейную
орбиту (апогей ~300000 км, перигей ~2000 км)
23 марта 1983 года и проработал 8 лет,
являясь самым крупным ультрафиолетовым
космическим телескопом того времени.
• В ходе миссии Астрон были получены
спектральные наблюдения примерно сотни
звезд разных спектральных типов.
Наблюдались десятки галактик и туманностей,
а также несколько комет.
Основные результаты
«Астрон» были
опубликованы в книге
«Астрофизические
исследования на
космической станции
«Астрон», под ред. А.А.
Боярчука, Физматлит 1994,
на русском языке тираж
1000 экз.
ADS содержит ~20
(оригинальных) статей по
результатам Астрон – в
основном по комете Галлея
и SN 1987A
Данные Астрон: современное
состояние
• Сейчас данные Астрон оцифрованы
• Сравнение показало, что данные Астрон
достаточно хорошо соответствуют данным
NGSL и позволяют расширить их диапазон
далее в ультрафиолетовую область, до 1500 Å.
• Данные будут интегрированы в VizieR и в MAST
Ультрафиолетовые миссии
ближайшего будущего
• HST – до 2018 (или до отказа)
• UVIT/Astrosat (Oct 2015?, 2x40cm) – Индия
• Спектр-Ультрафиолет / WSO-UV: единственный
крупный (170 cm) телескоп для работы в УФ в
период 2020-2025 (2030). По сравнению с HST:
– более эффективная оптическая система (меньшее
количество отражающих поверхностей);
– большая эффективность наблюдений (более
удобная орбита);
– новые детекторы излучения.
Рентген и гамма
ИНТЕГРАЛ (INTErnational Gamma-Ray
Laboratory)
ESA, Россия, NASA, 2002 г. – н.вр.
Диапазон энергий: 15 кэВ – 10 МэВ (IBIS+SPI) + 3 – 35 кэВ (JEM-X)
Угловое разрешение: 10’, точность локализации: ~3’ (IBIS)
Энергетическое разрешение: E/ΔE~600 @ 1 МэВ (SPI)
 Выведен на орбиту 17 октября 2002 г. ракетой Протон
России принадлежит 25% наблюдательного времени
 Высокоапогейная орбита с периодом ~3 суток
недавно изменена, чтобы осуществить вход в атмосферу в 2029 г.!
 Финансирование гарантировано до 2016 года
ИНТЕГРАЛ является первой российской
национальной обсерваторией
Любой исследователь из российских научных
институтов или университетов может подать
заявку на конкурс на наблюдения,
объявляемый ЕКА раз в год
В случае одобрения заявки ученый получает
исключительное право на данные
наблюдений и публикацию результатов в
течение года
Данные предоставляются через
Российский центр научных данных
обсерватории ИНТЕГРАЛ в ИКИ РАН.
INTEGRAL/IBIS
35-80 keV
9-летний обзор Галактики (карта отношения сигнал/шум)
Всего 402 объекта на |b|<17.5o:
253 – галактические (включая 108 LMXB, 82 HMXB, 36 CV)
115 – внегалактические (112 AGN, 3 скопления галактик)
Глубина достигает 3 10-12 эрг/с/см2
Обсерватория Спектр-Рентген-Гамма
eROSITA (MPE)
ART-XC (ИКИ)
Навигатор
(НПО им.
Лавочкина)
Фрегат-СБ
(НПО им. Лавочкина)
Запуск с Байконура, конец 2016 г.
-3 месяца: полет в L2, проверки, калибровки
- 4 года: 8 обзоров всего неба (6 вращений/сут, сдвиг 1 град/сут)
- 3 года: направленные наблюдения (1 AO в год)
Малые тела Солнечной системы
Международный Центр
малых планет
• Располагается в Смитсонианской обсерватории
Кембриджского университета (Массачусетс, США)
• Работает под эгидой Международного астрономического
союза и финансируется пятилетними грантами НАСА.
• Осуществляет сбор всей информации по малым телам
Солнечной системы (регистрация, нумерация, издание
циркуляра)
http://www.minorplanetcenter.net
Дублер
Международного
центра малых
планет
Институт прикладной астрономии РАН, является дублером
МПЦ: при обновлении информации об астероидах и кометах
на сайте Центра малых планет эта информация в течение 3-5
минут попадает в базу данных ИПА РАН.
Содержание информации распознается по ключевым словам
и в автоматическом режиме начинается её обработка.
680 тыс. астероидов (12.5 тыс. - АСЗ)
On-line сервисы МПЦ
• актуальный список новых объектов, список объектов, для которых
требуется дополнительные наблюдения для подтверждения;
• вычисление эфемерид всех известных малых тел, эфемерид по
данным наблюдений новых объектов с расчетом предварительной
орбиты для наблюдений в последующие ночи;
• возможность посмотреть список близких по положению объектов в
заданной области неба (с учетом их видимой звездной величины) для
отождествления новых объектов;
• каталоги элементов орбит всех имеющихся в базе данных астероидов
и комет;
• база фотометрических данных по астероидам;
• список прошедших и будущих сближений малых тел с Землей;
• графическое представление распределений астероидов по элементам
орбиты, анимационное движение всех астероидов в
пространстве, отображение мгновенных положений всех объектов.
В России разработано несколько программных систем,
позволяющих решать задачи эфемеридного обеспечения
наблюдений объектов и исследования статистических и
динамических особенностей орбитальных характеристик
малых тел Солнечной системы
•
•
•
•
Программная система ЭПОС (Пулково)
Пакет программ AMPLE 3 (ИПА РАН)
Прикладной программный комплекс Ида (ТГУ)
Каталог орбитальной эволюции малых тел Солнечной системы
(Самара)
• Программный комплекс для исследования образования и
эволюционного развития метеороидных комплексов в космическом
пространстве
(Обнинск)
• Специализированная система ЭРА (ИПА РАН)
• Информационный центр по проблеме астероидно-кометной
опасности (ИНАСАН)
Двойные и кратные звезды
Каталоги различных типов двойных
• Визуальные двойные, WCT (Isaeva et al.
2015; Ковалева и др., завтра)
• Орбитальные двойные (Malkov et al. 2012;
Чулков и др., завтра)
• Затменные двойные, CEV (Avvakumova et al.
2013)
• Вспыхивающие двойные UV Cet (Tamazian
et al. 2014)
База данных двойных и кратных
звезд БДБ/BDB http://bdb.inasan.ru
• Ресурс, объединяющий данные о двойных
и кратных звездах различных
наблюдательных типов из каталогов и баз
данных (Kovaleva et al. 2015)
• Подготавливается единый список кроссидентификаторов объектов в двойных и
кратных звездах, ILB (Карчевский и др.,
завтра)
bdb.inasan.ru
Страница запроса BDB: поиск по идентификатору
Результат: изображение системы и параметры компонентов
Результат: каталогизированная информация
Страница запроса BDB: выборка по параметрам
Результат: список объектов
Сравнение с аналогичными базами
данных / каталогами
• SIMBAD: среди поисковых критериев нет параметров двойных, далеко
не все объекты включены, путаница с обозначениями систем и
компонентов.
• VizieR: для поиска необходимо отобрать каталоги (не все важные
каталоги входят в VizieR!), путаница с обозначениями.
• Каталоги и базы данных двойных: предоставляют информацию только
о «своем» типе двойных.
• Multiple Star Catalog (А.Токовинин): только объекты с Кеплеровскими
орбитами, устойчивыми в течение нескольких оборотов (1359 stellar
systems of multiplicity 3 to 7), беднее выбор идентификаторов при
поиске.
• Все: не предоставляют адекватного изображения.
Международная виртуальная
обсерватория: практические советы
• Что Международная виртуальная
обсерватория может сделать для нас? (Как
пользоваться инструментами МВО)
• Что мы можем сделать для
Международной виртуальной
обсерватории? (Как принять участие в
создании МВО)
Астрономические данные и приложения
(программы обработки)
• Мировые
сервисы
астрономических
данных
• Программы
пользователей
• Приложения
IVO
Музей космонавтики, 13.03.14
Список ВО-приложений для астрономов
http://www.ivoa.net/astronomers/applications.html
• Поиск изображений и визуализация: Aladin,
SkyView, …
• Поиск каталогов и данных в каталогах,
визуализация: VizieR, TOPCAT, BDB, …
• Кросс-матчинг: SIMBAD, Xmatch, Cross Comparison
Tool,..
• Статистика, 3D рисунки, гистограммы: VOStat,
TOPCAT, VOPlot, …
• Поиск, визуализация и обработка спектров, SED:
SPLAT, Specview, VOSpec, GOSSIP, Iris, ….
…список продолжает пополняться…
Как получить все доступные
сведения об одном объекте?
В общем случае:
• Обратиться к сервису Aladin (http://aladin.ustrasbg.fr/aladin.gml) или Aladin Lite
(http://aladin.u-strasbg.fr/AladinLite)
– Аладин последовательно опрашивает сервисы ВО.
• Или: ADS (ADSlabs, ADSASS, …)
Как получить все доступные
сведения об одном объекте?
• Для конкретных типов объектов:
– Для звезд: SIMBAD http://simbad.u-strasbg.fr/simbad
– Для двойных звезд: BDB http://bdb.inasan.ru
– Для переменных звезд: ОКПЗ
http://www.sai.msu.su/gcvs/gcvs
– Для скоплений:
WEBDA http://www.univie.ac.at/webda/webda.html,
DAML02 http://www.astro.iag.usp.br/~wilton/
– Для внегалактических объектов:
NED http://ned.ipac.caltech.edu,
HyperLEDA http://leda.univ-lyon1.fr/
• Для получения сведений об ансамбле объектов:
режимы batch-доступа
Как получить сведения об
астрономических ресурсах?
• Поиск в регистрах ВО:
– Euro-VO registry
(http://registry.euro-vo.org/search.jsp)
– VAO (NVO) registry
(http://nvo.stsci.edu/vor10/index.aspx)
Как предоставить международному
астрономическому сообществу новый
каталог?
• опубликовать каталог или описание в
рецензируемом журнале
• подготовить в формате, пригодном для
импорта в VizieR
(http://cdsarc.u-strasbg.fr/doc/submit.htx)
• отправить авторам сервиса
(http://vizier.u-strasbg.fr/).
Как предоставить международному
астрономическому сообществу новый архив
наблюдений или базу данных?
• Стандарты МВО:
http://www.ivoa.net/documents/index.html
• «Помощники» МВО:
– Astronomical Database Generator SAADA
(http://saada.u-strasbg.fr/saada/)
– DALServer (http://dev.usvao.org/vao/wiki/Products/DALServer)
– VO-Dance (http://ia2.oats.it/index.php/vodance)
…
http://wiki.ivoa.net/twiki/bin/view/IVOA/PublishingInTheVONew#VOPubToolkits
• Для регистрации ресурса в регистре МВО можно
связаться с представителем РВО, либо с другим
экспертом в области ВО.
То, что может коснуться каждого:
• Цитирование данных
– Проблема: цитирование данных (создание
идентификаторов, отслеживание использования)
http://ands.org.au/guides/data-citation-awareness.html
– Web of Knowledge Data Citation Index
http://wokinfo.com/products_tools/multidisciplinary/dci
– Поощрение/требование организации открытого доступа к
цифровым научным данным, полученным при государственном
финансировании (G8/США, 2013)
• Идентификаторы исследователей (ADS ORCID: Open
Researcher and Contributor ID)
• Bibcodes/DOI
– DOI solver: http://www.crossref.org/guestquery
То, что может коснуться каждого:
• Тестирование тезаурусов предметной
области «Астрономия»
– http://astrothesaurus.org/thesaurus/
(UAT, тезаурус AIP + IOP Publishing, передан
ADS + IVOA)
– http://www.astro.physik.unigoettingen.de/~hessman/rdf/IVOAT/index.html
(IVOAT, тезаурус МВО)
http://www.inasan.ru/rus/rvo/
Выводы
• Российские данные и инструменты их анализа
как правило не уступают зарубежным
аналогам, а зачастую превосходят (и почти
всегда – дополняют) их.
• Однако их широкому использованию часто
препятствует сложность доступа к ним.
• Российские астрономические данные должны
активно интегрироваться в мировые
депозитарии (VizieR, MAST, BDB, …),
регистрироваться в реестрах данных и, таким
образом, включаться в МВО, а иначе…
…иначе…