Международный семинар «Многоканальная астрономия в рамках проекта БРИКС», прошедший в конце прошлого года по инициативе Специальной астрономической обсерватории РАН (САО РАН), собрал в онлайн-режиме ученых пяти крупнейших стран: Бразилии, КНР, Индии, России и ЮАР. Они подвели первые итоги совместной работы и наметили дальнейшие шаги.
Рамочная программа Научно-технической инициативы БРИКС включала ряд тематических скоординированных конкурсов. На них поступило более 4000 заявок от исследовательских групп из пяти стран, более сотни проектов были поддержаны. Специальная рабочая группа БРИКС занялась разработкой нового механизма финансирования проектов, имеющих стратегическое значение для государств — членов организации, так называемых флагманских проектов БРИКС.
Среди них был и поддержанный в 2022 году большой проект в области астрономических исследований. Для его выполнения страны-участницы располагают богатым инструментальным парком: это, в частности, такие оптические телескопы, как четырехметровый SOAR в Бразилии, 3,6-метровый DOT (Индия), десятиметровый SALT (ЮАР), LAMOST (Китай) и, конечно же, шестиметровый БТА САО РАН (Россия).
Ученые имеют доступ и к телескопу Европейской Южной обсерватории Gemini в Чили. Среди радиотелескопов — MeerKAT (ЮАР), GMRT (Индия), FAST (Китай), LLAMA (Бразилия), российские РАТАН-600 (САО РАН) и радиотелескопы Пущинской радиоастрономической обсерватории ПРАО АКЦ ФИАН. Кроме того, в каждой из стран есть и исследовательское оборудование меньшего масштаба.
О ходе реализации программы по просьбе газеты «Поиск» рассказывает заместитель директора САО РАН по радиоастрономическому сектору Юлия СОТНИКОВА.
— Каковы ключевые направления вашей работы в рамках программы БРИКС?
— Можно выделить два крупных блока. Первый включает в себя обнаружение и изучение транзиентных (переходных, изменяющихся, временных явлений) событий во Вселенной, а также многоканальные исследования (то есть комплексное изучение электромагнитного излучения, гравитационных волн и элементарных частиц, испускаемых одними и теми же внеземными источниками).
Транзиентные события могут происходить очень быстро, порой буквально миллисекунды, многоканальный подход подразумевает использование и астрономических телескопов, и нейтринных обсерваторий. Необходимо было скоординировать наблюдения на разных инструментах и организовать систему оперативного оповещения об их результатах всех участников проекта.
Второй блок проекта нацелен на техническое и программное обеспечение научных исследований. Это в первую очередь применение методов анализа больших данных (big data) и машинного обучения, использование искусственного интеллекта.
Поэтому нынешний проект БРИКС носит больше прикладной, нежели фундаментальный характер, поскольку значительное внимание уделено развитию инструментальной базы и методике.
— Какие результаты получены за прошедший год?
— В рамках глобальных проектов БРИКС у каждой из стран-участниц есть свои национальные подпрограммы. В нашей стране, в частности, реализуются три совместных проекта БРИКС: на базе САО РАН, на базе Института космических исследований РАН (ИКИ РАН) и на базе Института астрономии РАН (ИНАСАН). Каждая из организаций входит в свой международный консорциум, но все проекты объединены глобальной тематикой БРИКС. При этом учитываются навыки исследовательских команд и их опыт.
Так, в 2023 году накоплен большой объем данных наблюдений за источниками гамма-всплесков, вспышками сверхновых, яркими блазарами, событиями приливного разрушения, вспыхивающими квазарами.
В САО РАН такие события изучают не первый год как в рамках регулярных долговременных программ, так и в режиме алертных наблюдений (это такой режим работы телескопа, когда он максимально быстро переводится на определенную область).
Параллельно коллегами из Китая и России предложены новые алгоритмы классификации космических объектов с использованием методов машинного обучения, нейронных сетей и кластерного анализа.
Однако главной задачей прошедшего года для всех нас было налаживание координации и стратегии наблюдений. Это, как оказалось, непростое дело.
— В чем основные сложности?
— Любой научный коллектив для эффективной работы должен периодически собираться, вести планирование, обсуждать возникающие проблемы, принимать решения и выполнять их. Первые шероховатости возникают уже на стадии взаимодействия нескольких разных коллективов даже в одной стране.
В масштабе международного проекта для эффективности взаимодействия требуются намного большие усилия, так как оно сложнее даже технически. Страны расположены на разных континентах, в разных часовых зонах, ученые раньше не работали друг с другом. Каждый научный коллектив глубоко погружен в свою тематику, а здесь возникают новые горизонты, и хорошо, если к ним ведут уже проторенные пути.
Вторая проблема эффективного взаимодействия — отличия в правилах доступа к научным установкам. Не всегда просто даже получить наблюдательное время на крупном инструменте. В 2023 году мы старались скоординировать наблюдения прежде всего на оптических и радиотелескопах САО РАН. Как результат поддержаны наблюдательные заявки уже на 12 месяцев.
Стратегия наблюдений — основополагающий фактор астрономических исследований. Можно много наблюдать, но не получить нужный материал, потратить ресурсы и время, а результата не достичь. Практически весь прошедший год мы строили методический, методологический и программный фундамент, на котором будем дальше возводить здание сотрудничества.
Согласовывались и общие правила, и система оповещения. Для чего? Например, один из инструментов программы зафиксировал интересное событие. Нужна система, способная автоматически передать эту информацию всем участникам на другие инструменты, чтобы событие можно было наблюдать в других диапазонах спектра.
В мире существует несколько систем оповещения. Каждая специализируется на разных типах космических объектов. Наша задача — создать систему, в которой будет представлен широкий перечень транзиентных событий, с разными масштабами измерений — от мгновенных до многолетних. Например, первые сверхмассивные черные дыры Вселенной, далекие квазары, находятся настолько далеко от нас, что наблюдения ограничены во времени, а мы хотим получить информацию о долговременном поведении объекта.
— О чем удалось договориться в ходе семинара?
— Прежде всего принято решение о создании специального совместного открытого ресурса по координации таких наблюдений. Он позволит нам согласовывать целевые установки, предлагать списки объектов с планируемыми масштабами работы, размещать информацию о ходе наблюдений и их результаты. При этом можно рассчитывать на упрощение процедуры доступа к научному оборудованию крупных телескопов, например, используя так называемый «резерв директора», который обычно есть в любой обсерватории и предназначен в том числе и для срочных наблюдений.
Очень важно достижение общего понимания того, что мы не соперники и конкуренты, а соратники, даже участвуя в трех разных проектах БРИКС. Цель — сделать «астрономический БРИКС» эффективным именно благодаря взаимодействию. Мы соперничали на стадии проведения конкурса, теперь нужно показывать совместные результаты. Это позволит программе продолжаться дальше, даже после завершения проекта БРИКС.
— Практически сразу после семинара в САО РАН вы с коллегами улетели в Китай. Это продолжение разговора, начатого в России?
— В большей степени — да. Личная встреча всегда более продуктивна, чем переписка. В результате мы смогли детально обсудить и согласовать новые алгоритмы классификации космических объектов, применение методов машинного обучения. Пришли к выводу, что эта тема требует отдельного разговора.
Второй круг детально обсужденных вопросов — многоволновые исследования блазаров, подача новых заявок наблюдений, план исследований каждого отдельного объекта. В проекте наша команда как раз специализируется в этом направлении, используя преимущество одновременных наблюдений в радио и оптике на одних из крупнейших инструментов в мире. В 2024 году планируется провести второй международный воркшоп БРИКС. Место и формат пока обсуждаются.
Текущий проект завершится в 2025 году, но его результаты, достигнутое взаимодействие, сотрудничество, координация должны продолжаться и дальше. Это и будет настоящим достижением ученых наших стран.
Станислав Фиолетов
Фото предоставлено САО РАН
Нет комментариев