Explosiones de supernovas, agujeros negros supermasivos, estrellas variables, asteroides de nuestro sistema solar, y posiblemente objetos que aún no imaginamos, podrán ser estudiados en tiempo real y de forma masiva por primera vez en la historia de la astronomía, gracias a los avances que supone el nuevo observatorio Vera C. Rubin, que iniciará operaciones desde Coquimbo a partir de 2024, y que recientemente anunció la elección de ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events), como único representante chileno para operar, en calidad de broker, los sistemas oficiales de clasificación y alerta temprana de los datos que registre el observatorio.
El proyecto ALeRCE es una plataforma de aprendizaje automático para la clasificación rápida de eventos astronómicos, iniciativa liderada por el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile y el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), junto a Data Observatory (DO), fundación de la que forma parte la Universidad Adolfo Ibáñez, a través de la Facultad de Ingeniería y Ciencias.
ALeRCE busca posicionar a Chile como un broker astronómico internacional a cargo de la capa de inteligencia artificial que procesará el enorme volumen de alertas que generarán gigantescos telescopios como el Vera Rubin Observatory, también llamado LSST por su programa de monitoreo, de manera sustentable durante la siguiente década. El observatorio Vera C. Rubin revolucionará nuestra comprensión del universo al combinar técnicas de astronomía y big data. Con la mayor cámara digital del mundo, de más de 3000 millones de píxeles, el centro astronómico producirá una fotografía del cielo visible cada tres días.
¿Y cómo actuará ALeRCE ante esta avalancha de datos que llegará cada noche desde el universo? El enorme volumen de información necesita una nueva infraestructura digital sin precedentes, con centros de datos y sistemas de fibra óptica exclusivos para este proyecto en Chile y Estados Unidos. Y este nuevo observatorio también requerirá sistemas de procesamiento que permitan identificar los eventos más interesantes en tiempo real, usando técnicas de big data e inteligencia artificial.
Con esto en mente, desde 2017 un conjunto de investigadores del Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile (CMM) y del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) trabajan en la creación de un broker que desde Chile responda al desafío que implica la instalación del observatorio Vera Rubin. Gracias a las apuestas del CMM, del MAS y, desde 2020, de la Fundación Data Observatory (DO), el proyecto ALeRCE ha invertido fuertemente en un equipo de profesionales en ingeniería y astronomía que, junto a otras instituciones nacionales e internacionales, logran procesar los datos del Zwicky Transient Facility, un telescopio precursor al Vera C. Rubin ubicado en EE.UU.
Gracias a esto se ha logrado clasificar decenas de millones de eventos en tiempo real. Hasta ahora, con el trabajo de ALeRCE se han podido detectar más de diez mil explosiones de supernovas, información que ha sido de mucha utilidad para las investigaciones de profesionales en más de 66 países. Chile, representado por el equipo ALeRCE, es uno de los siete seleccionados para procesar datos del Vera C. Rubin; a él se suman otros seis representantes de Estados Unidos, Reino Unido, Francia y Alemania.
Con este reconocimiento internacional, el proyecto ALeRCE se prepara para liderar la astronomía de grandes volúmenes de datos y los descubrimientos más importantes que el Observatorio Vera Rubin brinde durante la próxima década. Carlos Jerez, director ejecutivo del DO y decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UAI, añadió que “esta noticia ratifica el trabajo de clase mundial que estamos realizando en Chile, de manera colaborativa e interdisciplinaria. Es una confirmación del valor que genera la virtuosa cooperación entre la academia, el Estado y el sector privado”.
“Es una tremenda noticia que ALeRCE haya sido seleccionado como uno de los brokers para el observatorio Vera C. Rubin; será el único en el hemisferio sur. Esto es el fruto de un arduo trabajo realizado en los últimos años y nos pone en una gran tarea con grandes desafíos para obtener valiosa información de la inmensa cantidad de datos que va a producir este observatorio. Esto también resultará en valiosas oportunidades de desarrollo de capital humano en áreas de la computación, estadística y astronomía para las universidades involucradas”, añadió Susana Eyheramendy, académica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UAI e investigadora del proyecto.
Desde los equipos del MAS y CMM, destacan esta nueva forma de hacer astronomía, más interdisciplinaria y centrada en los datos, la cual presenta oportunidades no solo para realizar nuevos descubrimientos científicos, sino que también para impactar otras áreas de la ciencia y la sociedad. Con un sistema maduro en operaciones, y con una comunidad de usuarios importante, ALeRCE construirá sobre los éxitos alcanzados para escalar al Observatorio Vera C. Rubin.
Las novedosas técnicas de aprendizaje de máquinas implementadas para la clasificación de imágenes “permitirán el seguimiento de objetos en tiempo real, algo crucial para extraer la mejor ciencia con el observatorio. Además, la integración de servicios basados en la nube provee la escalabilidad necesaria para el procesamiento masivo de datos por la comunidad”, señala Leanne Guy, quien lidera el equipo científico de procesamiento y manejo de datos del Vera C. Rubin.
Esta iniciativa chilena marca un precedente en la forma de estudiar el universo, aplicando inteligencia artificial para aumentar y mejorar la calidad de los estudios que puedan surgir de la observación del espacio. Alejandro Maass, director del CMM, valoró que “el sueño de jóvenes investigadores chilenos, en la búsqueda de lo más virtuoso de nuestra construcción científica en astronomía, llegue a un fin exitoso que nos lanza en una aventura inédita como país”. Asimismo, el director del MAS, Andrés Jordán, quien también es académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UAI, complementó que “es un hito muy significativo para la astronomía chilena y un merecido reconocimiento a la visión y trabajo de un gran equipo interdisciplinario”.
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