De laatste tijd, er is een vloedgolf van interesse in zwaartekrachtsgolven geweest. Na de eerste officiële detectie bij LIGO/Virgo in 2015, er zijn gegevens binnengekomen die laten zien hoe vaak deze eens theoretische verschijnselen eigenlijk zijn. Meestal worden ze veroorzaakt door onvoorstelbaar gewelddadige gebeurtenissen, zoals een samensmeltend paar zwarte gaten. Dergelijke gebeurtenissen hebben ook de neiging om een ​​ander soort verschijnselen uit te zenden:licht. Tot dusver, het was moeilijk om optische waarnemingen te zien die verband houden met deze gebeurtenissen die zwaartekrachtgolven uitzenden. Maar een team van onderzoekers hoopt daar verandering in te brengen met de volledige implementatie van de Gravitation-wave Optical Transient Observer (GOTO)-telescoop.

Het GOTO-project is speciaal ontworpen om de delen van de lucht te vinden en te bewaken die andere instrumenten, zoals LIGO, zwaartekrachtgolven detecteren van. Zijn oorspronkelijke incarnatie, bekend als het GOTO-4-prototype, werd online gebracht in 2017. Gelegen in La Palma, op de Canarische Eilanden, dit prototype bestond uit vier "eenheidtelescopen" (UT's) gehuisvest in een 18 voet clamshell-koepel. in 2020, dit prototype werd opgewaardeerd tot 8 UT's, waardoor een veel breder zicht op de lucht mogelijk is.

Het brede gezichtsveld is nodig voor het detecteren van optische verschijnselen op basis van zwaartekrachtgolven, omdat de richtingsgevoeligheid van zwaartekrachtsgolven notoir moeilijk vast te stellen is. Hoe breder het gezichtsveld van een telescoop, hoe groter de kans dat het een gebeurtenis kan detecteren die zich voordoet.

Als zodanig, de operators van GOTO zijn in 2020 begonnen met een upgradeplan. Deze upgrades omvatten een extra 8 UT in een aparte koepel op hetzelfde observatorium, die begin 2021 moet worden toegevoegd. Ambitieuzer, het team is van plan om de array van twee eenheden in La Palma te recreëren bij het Siding Spring Observatory in New South Wales, Australië. Met deze telescopen aan weerszijden van de wereld, GOTO zal "waarnemingen van bijna 24 uur mogelijk maken, ervoor zorgen dat GOTO kan reageren op waarschuwingen wanneer deze zich voordoen, ’, aldus een recente krant.

Die waarschuwingen zijn een uiterst belangrijk onderdeel van de observatieplanning van GOTO. Ze zijn afkomstig van NASA's Gamma-ray Coordination Network (GCN), een waarschuwingssysteem dat niet alleen zwaartekrachtgolven in de gaten houdt, maar ook andere fenomenen die interessante optische gegevens kunnen opleveren, zoals kilonova's of gammaflitsen.

GOTO bewaakt dit netwerk via zijn softwarepakket, wat ook een belangrijk onderdeel is van de algehele systeemwerking. Het GOTO Telescope Control System (G-TeCS) is een op maat geschreven Python-script dat controleert op signalen van belang, berekent welk signaal de hoogste prioriteit heeft, en verplaatst de telescopen vervolgens fysiek naar een waarnemingspositie. Het is ook in staat om dat allemaal te doen in minder dan 30 seconden, waardoor een extreem snelle doorlooptijd mogelijk is om deze voorbijgaande verschijnselen van belang te observeren.

Zodra de telescopen zijn geplaatst, G-TeCS is ook in staat om beelden te verzamelen en te analyseren. Het vergelijkt alle beelden die het vastlegt met een kalibratiebeeld, en gebruikt een type kunstmatige intelligentie dat bekend staat als een convolutioneel neuraal netwerk om een ​​score toe te kennen aan de waarschijnlijkheid dat het een interessant signaal heeft gedetecteerd. Zoals met zoveel AI-geassisteerd onderzoek, de mens is het laatste onderdeel in de analyseketen. Onderzoekers gebruiken een tool genaamd GOTO Marshall om doelen met een hoge interesse individueel te valideren, en kan ook vervolgobservaties plannen met andere telescopen in het gebied.

Al dit softwaresysteem wordt op afstand bestuurd aan de Universiteit van Warwick, die het GOTO-project leidt, waaronder negen andere instellingen uit het VK, Australië, Thailand, Spanje, en Finland. Terwijl ze doorgaan met het doorvoeren van hun geplande verbeteringen, en gegevens blijven binnenkomen, we zullen in staat zijn om de catastrofale gebeurtenissen te visualiseren die verband houden met enkele van de meest gewelddadige verschijnselen in het universum.