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案例酷|计算“天文数字”,阿里云助力国家天文局探索太空

简介: 对太空的好奇伴随着人类文明。十亿天体数据上云,让“天文数字”的天文数据得以计算,也让每一个人都有了仰望星空、伸手摘星的可能。
来源 | 阿里云研究
编辑 | 阿里云研究中心 张楠

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编者按:
对太空的好奇伴随着人类文明。十亿天体数据上云,让“天文数字”的天文数据得以计算,也让每一个人都有了仰望星空、伸手摘星的可能。

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导语

天文装备上,中国慢慢追上国际的领先水平。但是现代天文观测产生的庞大数据量,从另一个维度考验着科研人员的技术能力。

阿里云与国家天文台合作,让海量数据通过云计算能力和存储能力得以利用。无论是历经6年测绘的至今最大的宇宙天图,还是95后小伙儿发现6颗新天体——“星与云”相遇,打开了全新的世界。

太空探索,先见者的数据危机

你只有不停地奔跑,才能留在原地。

中国是世界上最早进行天文观测和记录的国家之一,在殷墟出土的甲骨中,就已经有了关于日食、月食和星辰的记载。

2001年,中国科学院根据全国天文研究机构改制成立国家天文台,承载着大中型观测设备运行和承担国家大科学工程建设项目。

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国家天文台研究员每天的主要工作是在电脑前,处理从各地天文台观测汇集而来、动辄上亿行纪录的星体数据。如今,随着观测设备和技术的发展,天文学家获取、存储、处理的数据量越来越庞大,需要大量运用如云存储、云计算等技术提高计算能力。

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如今,有了“天眼”FAST, 有了LAMOST郭守敬望远镜, 有了世界上最大的天文光谱数据库。从天文装备上,中国慢慢追上国际的领先水平,现代天文观测产生的庞大数据量,从另一个维度考验着科研人员的技术能力。

“坐在金山上啃馒头”,曾经是科研人员的担忧,要推动天文学发展,必须尽可能地调动更多的存储资源、计算资源。

星云相遇,搭建虚拟天文台

星与云的相遇,打开了一个全新世界

2016年,中国科学院国家天文台与阿里云达成战略合作协议,双方成立“天文大数据联合研究中心” ,通过虚拟天文台的形式共享数据,共同推进天文学科研和科普教育工作。

虚拟天文台是天文学与计算机的交叉学科,通过计算机技术将全球天文研究资源无缝地连接在一起。

现在,中国虚拟天文台主节点已成功迁移到阿里云,成为一个集成超过500TB科学数据1.5PB、存储能力、700多T FLOPS计算能力和100多种软件的天文数据库与综合服务门户。

包括郭守敬望远镜(LAMOST)在内, 涉及10亿个天体数据,都已通过虚拟天文台向全球开放。

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跨国巡天,发布最大宇宙天图

共享与开放是天文学的另一重要特征

一方面,国家需要在关键的科研领域保持领先,另一方面,基于人类共识和大国责任,天文学中的大量研究成果也会向世人共享。得益于云计算能力、存储能力以及探测器技术的突破性进展,跨越国度的大范围多波段巡天计划不断出笼。1月14日,中国国家天文台-美国亚利桑那大学BASS巡天团队、DESI国际合作巡天项目团队联合发布最新巨幅宇宙二维天图。

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这是目前人类测量获得的最大宇宙天图,集结了全球200名科研人员,进行历时6年的联合观测和数据分析,覆盖两万平方度的天空,约为全天球面积的一半,容纳10万亿数码像素包含20亿天体。

BASS巡天团队目前已获得了2.5亿张天体图片,借助阿里云集群式的计算能力,原本需要处理半个月的数据量,如今处理时间缩短至不到一天。

全民找星,95后发现6颗星

天文学与互联网都带有技术普惠的底色

2015年,国家天文台发起“公众超新星搜寻”项目,把星明天文台拍摄的图片放到阿里云上,共享给全国爱好者一起“看图找星”。

超新星是恒星爆炸所产生的遗迹,对于研究宇宙膨胀尤为重要。作为专业科研力量的补充,该项目已吸引超过两万人参加。数以百万计的小行星、相机噪点、鬼影、宇宙射线等都有可能被误以为是可疑目标。这就需要一双眼睛来给计算机帮忙,人机结合,效率更高。

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借助公众超新星搜寻平台,全国的天文爱好者们已累计发现超新星及河外新星候选体32颗,其中17颗超新星及6颗河外新星获得光谱认证。

近期被网友带上热搜的95后湖北小伙赵经远便是其中一名爱好者。五年来,他凭着超人的毅力看完超过30万张星图,发现4颗超新星、2颗新星,最远的距地球约2.5亿光年。

曾经,对于不少天文工作者而言,他们可以发现地球之外的秘密,却无法将这些秘密装进一个地表之上的盒子。但有了云计算之后,一切皆有可能。目前国内的天文工作者不过几千人。“超新星公众搜寻”极大降低了天文探索的门槛,激发了公众参与的热情。天文爱好者的群体越壮大,未来国家天文事业的发展也就越有希望。

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结语

一个民族有一群仰望星空的人,他们才有希望 ;

一个世界有一群仰望星空的人,是全人类的福祉。

每一颗新目标的发现,都意味着作为渺小个体对无限宇宙的一次成功求索,借由云计算,我们终将“手可摘星辰”。

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