天天看點

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

來源 | 阿裡雲研究

編輯 | 阿裡雲研究中心 張楠

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

編者按:

對太空的好奇伴随着人類文明。十億天體資料上雲,讓“天文數字”的天文資料得以計算,也讓每一個人都有了仰望星空、伸手摘星的可能。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

導語

天文裝備上,中國慢慢追上國際的領先水準。但是現代天文觀測産生的龐大資料量,從另一個次元考驗着科研人員的技術能力。

阿裡雲與國家天文台合作,讓海量資料通過雲計算能力和存儲能力得以利用。無論是曆經6年測繪的至今最大的宇宙天圖,還是95後小夥兒發現6顆新天體——“星與雲”相遇,打開了全新的世界。

太空探索,先見者的資料危機

你隻有不停地奔跑,才能留在原地。

中國是世界上最早進行天文觀測和記錄的國家之一,在殷墟出土的甲骨中,就已經有了關于日食、月食和星辰的記載。

2001年,中國科學院根據全國天文研究機構改制成立國家天文台,承載着大中型觀測裝置運作和承擔國家大科學工程建設項目。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

國家天文台研究員每天的主要工作是在電腦前,處理從各地天文台觀測彙集而來、動辄上億行紀錄的星體資料。如今,随着觀測裝置和技術的發展,天文學家擷取、存儲、處理的資料量越來越龐大,需要大量運用如雲存儲、雲計算等技術提高計算能力。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

如今,有了“天眼”FAST, 有了LAMOST郭守敬望遠鏡, 有了世界上最大的天文光譜資料庫。從天文裝備上,中國慢慢追上國際的領先水準,現代天文觀測産生的龐大資料量,從另一個次元考驗着科研人員的技術能力。

“坐在金山上啃饅頭”,曾經是科研人員的擔憂,要推動天文學發展,必須盡可能地調動更多的存儲資源、計算資源。

星雲相遇,搭建虛拟天文台

星與雲的相遇,打開了一個全新世界

2016年,中國科學院國家天文台與阿裡雲達成戰略合作協定,雙方成立“天文大資料聯合研究中心” ,通過虛拟天文台的形式共享資料,共同推進天文學科研和科普教育工作。

虛拟天文台是天文學與計算機的交叉學科,通過計算機技術将全球天文研究資源無縫地連接配接在一起。

現在,中國虛拟天文台主節點已成功遷移到阿裡雲,成為一個內建超過500TB科學資料1.5PB、存儲能力、700多T FLOPS計算能力和100多種軟體的天文資料庫與綜合服務門戶。

包括郭守敬望遠鏡(LAMOST)在内, 涉及10億個天體資料,都已認證虛拟天文台向全球開放。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

跨國巡天,釋出最大宇宙天圖

共享與開放是天文學的另一重要特征

一方面,國家需要在關鍵的科研領域保持領先,另一方面,基于人類共識和大國責任,天文學中的大量研究成果也會向世人共享。得益于雲計算能力、存儲能力以及探測器技術的突破性進展,跨越國度的大範圍多波段巡天計劃不斷出籠。1月14日,中國國家天文台-美國亞利桑那大學BASS巡天團隊、DESI國際合作巡天項目團隊聯合釋出最新巨幅宇宙二維天圖。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

這是目前人類測量獲得的最大宇宙天圖,集結了全球200名科研人員,進行曆時6年的聯合觀測和資料分析,覆寫兩萬平方度的天空,約為全天球面積的一半,容納10萬億數位像素包含20億天體。

BASS巡天團隊目前已獲得了2.5億張天體圖檔,借助阿裡雲叢集式的計算能力,原本需要處理半個月的資料量,如今處理時間縮短至不到一天。

全民找星,95後發現6顆星

天文學與網際網路都帶有技術普惠的底色

2015年,國家天文台發起“公衆超新星搜尋”項目,把星明天文台拍攝的圖檔放到阿裡雲上,共享給全國愛好者一起“看圖找星”。

超新星是恒星爆炸所産生的遺迹,對于研究宇宙膨脹尤為重要。作為專業科研力量的補充,該項目已吸引超過兩萬人參加。數以百萬計的小行星、相機噪點、鬼影、宇宙射線等都有可能被誤以為是可疑目标。這就需要一雙眼睛來給計算機幫忙,人機結合,效率更高。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

借助公衆超新星搜尋平台,全國的天文愛好者們已累計發現超新星及河外新星候選體32顆,其中17顆超新星及6顆河外新星獲得光譜認證。

近期被網友帶上熱搜的95後湖北小夥趙經遠便是其中一名愛好者。五年來,他憑着超人的毅力看完超過30萬張星圖,發現4顆超新星、2顆新星,最遠的距地球約2.5億光年。

曾經,對于不少天文工作者而言,他們可以發現地球之外的秘密,卻無法将這些秘密裝進一個地表之上的盒子。但有了雲計算之後,一切皆有可能。目前國内的天文工作者不過幾千人。“超新星公衆搜尋”極大降低了天文探索的門檻,激發了公衆參與的熱情。天文愛好者的群體越壯大,未來國家天文事業的發展也就越有希望。

案例酷|計算“天文數字”,阿裡雲助力國家天文局探索太空

結語

一個民族有一群仰望星空的人,他們才有希望 ;

一個世界有一群仰望星空的人,是全人類的福祉。

每一顆新目标的發現,都意味着作為渺小個體對無限宇宙的一次成功求索,借由雲計算,我們終将“手可摘星辰”。