Σημαντική πρόοδος στην ανάλυση δεδομένων VLBI: ανάπτυξη πλήρως αυτοματοποιημένων αλγορίθμων επεξεργασίας

Η βαθμονόμηση δεδομένων ραδιοσυμβολομετρίας πολύ μεγάλης βάσης (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) δεν περιορίζεται πλέον σε μια μικρή κοινότητα ειδικών. Η ανάπτυξη των πλήρως αυτοματοποιημένων αλγορίθμων επεξεργασίας VIPCALs και AVICA έχει καταστήσει τη βαθμονόμηση δεδομένων συνεχείας (continuum VLBI data) προσβάσιμη σε μια ευρύτερη αστρονομική κοινότητα.
 

Σχηματική αναπαράσταση της ροής επεξεργασίας που μετασχηματίζει παρατηρησιακά δεδομένα VLBA μιας ραδιοφωτεινής ενεργού γαλαξία σε τελικά βαθμονομημένα δεδομένα, μέσω μιας πλήρως αυτοματοποιημένης διαδικασίας που υλοποιείται για πρώτη φορά με τα VIPCALs και AVICA.

 

Οι δύο αλγόριθμοι βασίζονται στα δύο ευρύτερα χρησιμοποιούμενα πακέτα λογισμικού για τη μείωση και επεξεργασία δεδομένων VLBI, το AIPS (VIPCALs) και το CASA (AVICA), και απαιτούν ελάχιστη παρέμβαση από τον χρήστη: η πλήρης βαθμονόμηση των δεδομένων μπορεί να πραγματοποιηθεί παρέχοντας μόνο το όνομα του στόχου και τα ονόματα των αρχείων.
Οι δύο αλγόριθμοιί αναπτύχθηκαν από τους Diego Álvarez-Ortega και Avinash Kumar, υποψήφιους διδάκτορες στο Πανεπιστήμιο Κρήτης (UoC) και το IA-FORTH, στο πλαίσιο του έργου SMILE, υπό την επίβλεψη της Dr. Carolina Casadio.


Και τα δύο λογισμικά έχουν επικυρωθεί με ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα δοκιμών αποτελούμενο από 1000 ραδιοφωτεινές πηγές (radio-loud sources) από το έργο SMILE, το οποίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα πυκνοτήτων ροής (50–1000 mJy), χρόνων παρατήρησης (1–60 λεπτά) και ρυθμίσεων συχνοτήτων (4–43 GHz), χρησιμοποιώντας αρχειακά δεδομένα από προγράμματα του Very Long Baseline Array (VLBA). Η απόδοση των αλγορίθμων συγκρίθηκε επίσης με σύνολα δεδομένων που είχαν βαθμονομηθεί χειροκίνητα και προέρχονται από τη βάση δεδομένων Astrogeo. Ενώ η χειροκίνητη βαθμονόμηση δεδομένων VLBI μπορεί συνήθως να απαιτεί από αρκετές ώρες έως και αρκετές ημέρες ανθρώπινου χρόνου, τα VIPCALs και AVICA βαθμονόμησαν το υπό δοκιμή δείγμα με μέσους χρόνους επεξεργασίας 10 και 30 λεπτών ανά σύνολο δεδομένων, αντίστοιχα.


Συνοψίζοντας, τα VIPCALs και AVICA προσφέρουν μια αξιόπιστη, αναπαραγώγιμη και, για πρώτη φορά, πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία βαθμονόμησης δεδομένων συνεχείας VLBI, μειώνοντας σημαντικά το εμπόδιο εισόδου στην επιστήμη VLBI και καθιστώντας εφικτά έργα μεγάλης κλίμακας, όπως το SMILE.

Σύγκριση του λόγου σήματος προς θόρυβο (signal-to-noise ratio) για τρία σύνολα δεδομένων που βαθμονομήθηκαν είτε χειροκίνητα (Astrogeo) είτε με τους δύο αυτοματοποιημένους αλγορίθμους επεξεργασίας, VIPCALs και AVICA. Ο αριθμός των ανιχνεύσεων υπολογίζεται ανά σάρωση (scan) και ανά γραμμή βάσης (baseline).

 

Άρθρα:

 

Αποθετήρια:

https://github.com/dalvarezo/VIPCALs
https://github.com/avikhagol/avica