Des chercheurs développent le plus grand télescope de surveillance du ciel au monde

L’UNC-Chapel Hill entame une nouvelle ère de découverte astronomique avec la construction de l’Argus Array, un système de télescopes révolutionnaire qui sera le premier grand télescope capable d’observer l’ensemble du ciel nocturne nord d’un seul coup et d’identifier en temps réel des événements cosmiques rares.

Dirigé par Nicholas Law, professeur au département de physique et d’astronomie du Collège des arts et sciences de l’UNC, l’Argus Array est rendu possible par un engagement transformateur de Schmidt Sciences et d’Alex Gerko, fondateur de XTX Markets. L’Argus changera la façon dont les scientifiques étudient l’univers dynamique. Le système est développé et construit par les astronomes et ingénieurs de l’UNC-Chapel Hill, en collaboration avec des sous-traitants à travers les États-Unis. La construction de l’Argus Array est en cours.

« Certains des événements les plus dramatiques du cosmos se produisent en un clin d’œil relatif — supernovæ, fusions d’étoiles à neutrons, les ombres fugaces des transits d’exoplanètes », a expliqué Law. « Argus nous permettra de regarder ces événements cosmiques comme un film, les capturant au moment où ils se produisent à travers tout le ciel nord, et en alertant les astronomes du monde entier en quelques secondes. »

L’Argus Array fait partie du Système d’Observatoires Eric et Wendy Schmidt, annoncé le 7 janvier, une initiative conçue pour ouvrir la voie à un nouveau paradigme pour les observatoires astronomiques, repensant fondamentalement leur conception, leur développement et leur utilisation. L’initiative compresse les délais de développement de plusieurs décennies à quelques années, abaissant considérablement les barrières à la participation mondiale et accélérant le rythme des découvertes. En associant des cycles de développement rapides à des données ouvertes et des outils scientifiques partagés, le système permet aux chercheurs du monde entier de s’engager dans l’astrophysique de pointe. L’Argus Array est l’un des trois observatoires terrestres soutenus par le Système d’Observatoires Schmidt.

Concevoir le plus grand système de caméras au monde

Plutôt qu’un télescope unique, Argus se compose d’un réseau de 1 200 petits télescopes, chacun observant une zone différente du ciel. Ensemble, ils couvrent l’ensemble du ciel à chaque exposition, garantissant qu’aucun événement transitoire — des étoiles en explosion aux événements de microlentille planétaire — ne passe inaperçu. Les télescopes sont disposés selon un concept unique « pseudofocal » — une structure en bol inversé dans laquelle de grands groupes de télescopes pointent vers l’intérieur à travers une seule fenêtre. Cette configuration permet à l’ensemble du réseau de fonctionner à l’intérieur d’un environnement scellé, semblable à un laboratoire, protégeant l’équipement optique sensible pour une étude sur une décennie et réduisant considérablement les coûts d’exploitation.

Les télescopes de l’Argus Array forment une immense caméra de 122 000 mégapixels — la plus grande caméra numérique au monde, avec un facteur 30. Argus prendra des millions d’images de 122 gigapixels pour construire le premier film profond et rapide du ciel nord, découvrant et suivant les événements cosmiques au fur et à mesure qu’ils se produisent.

Découverte alimentée par l’IA à une échelle extraordinaire

Argus générera des données à un débit de 2 000 gigabits par seconde, ce qui en fera l’un des plus grands producteurs de données scientifiques au monde. Pour gérer ce débit de données considérable, le système s’appuiera sur l’informatique haute vitesse et des algorithmes d’apprentissage automatique pour analyser les données dès leur collecte, en sélectionnant les événements et les zones du ciel les plus intéressants pour un stockage à long terme.

Des moteurs de découverte alimentés par l’IA, développés à l’UNC-Chapel Hill, passeront au crible le flux entrant en temps réel, signalant les événements les plus intrigants pour une étude plus approfondie. Ces découvertes seront rapidement partagées avec la communauté astronomique mondiale, permettant des observations de suivi à l’aide d’autres télescopes terrestres et spatiaux.

« Le professeur Law et son équipe incarnent notre engagement, en tant que première université publique de la nation, à repousser les limites de la découverte tout en rendant la connaissance accessible au monde », a déclaré le chancelier Lee H. Roberts. « Aujourd’hui, grâce à un investissement transformateur de Schmidt Sciences et d’Alex Gerko, nous franchissons le prochain bond de géant dans les capacités mondiales de détection des événements cosmiques. Nous ne pourrions être plus reconnaissants de leur engagement à repousser les frontières de la découverte scientifique. »

Plutôt qu’un télescope unique, Argus se compose d’un réseau de 1 200 petits télescopes, chacun observant une zone différente du ciel.

Faire progresser la science — et l’accès

En plus de son impact scientifique, Argus servira de pierre angulaire pour les données ouvertes en astronomie. Le projet réalisera l’étude la plus profonde et la plus rapide de l’ensemble du ciel nord à ce jour, et l’ensemble des données sera rendu public — rapidement et intégralement.

Cet engagement place la Caroline au centre d’un référentiel de données mondial que les étudiants, chercheurs et éducateurs du monde entier utiliseront pour explorer l’univers et former la prochaine génération de scientifiques. Une équipe internationale croissante de chercheurs, provenant de plus de deux douzaines d’institutions, prévoit d’utiliser les données d’Argus pour la recherche scientifique, l’éducation et la sensibilisation du public.

« Argus illustre la façon dont le Collège des arts et sciences est leader à l’intersection de l’IA, des données et de la découverte. En combinant une conception de télescope révolutionnaire et un accès ouvert à un volume de données sans précédent, la Carolina crée une plateforme puissante pour la recherche de pointe qui transformera l’astronomie et formera la prochaine génération de scientifiques », a affirmé Jim White, doyen de la famille Craver du Collège des arts et sciences. « Je suis reconnaissant du leadership du professeur Law et de cet engagement généreux de Schmidt Sciences et d’Alex Gerko pour aider à donner vie à l’Argus Array. »

Law et son groupe construisent des systèmes de surveillance du ciel depuis plus d’une décennie, avec des systèmes déployés dans les Appalaches, en Californie et au Chili. Argus s’appuie sur ce leadership établi en astronomie, complétant des installations existantes telles que le télescope UNC SOAR dans les Andes et le réseau de télescopes robotisés SkyNet. Ensemble, ces ressources forment un écosystème de premier plan mondial pour découvrir et comprendre les phénomènes cosmiques à évolution rapide.

L’Argus Array est conçu, construit et exploité par le groupe Law à l’UNC-Chapel Hill. Law est le chercheur principal. Hank Corbett est le scientifique de l’étude et responsable du logiciel. Alan Vasquez Soto est le chef de programme et responsable de l’ingénierie des systèmes.

« Argus est conçu et construit par une équipe d’étudiants diplômés, de chercheurs postdoctoraux, de personnel et d’ingénieurs à Chapel Hill, ainsi que nos partenaires en ingénierie à travers les États-Unis. Une grande partie de ce qui fait fonctionner ce télescope n’existait pas lorsque nous avons commencé. Maintenant, elle existe, et nous avons hâte d’apporter les données d’Argus au monde », a conclu Law.

L’Argus Array souligne le rôle de la Caroline en tant que centre d’innovation à l’intersection de la science, de l’ingénierie et de l’intelligence artificielle — et son engagement à élargir la vision de l’humanité sur l’univers.