Nakon više od dva desetljeća razvoja, priprema i izgradnje, Opservatorij NSF–DOE »Vera C. Rubin« službeno je započeo desetogodišnji projekt Legacy Survey of Space and Time (LSST), jedno od najambicioznijih astronomskih istraživanja u povijesti.

Tijekom idućih deset godina iz Čilea će svakih nekoliko noći sustavno snimati cijelo južno nebo, stvarajući najdetaljniji i najopsežniji pregled svemira i kozmičkih pojava dosad.

Time je započelo jedno od najvećih međunarodnih znanstvenih istraživanja našeg vremena, koje bi tijekom sljedećeg desetljeća trebalo iz temelja promijeniti način na koji promatramo i razumijemo svemir.

LSST je središnji znanstveni program opservatorija »Vera C. Rubin«, a njegov je cilj stvoriti najopsežniji i najdetaljniji zapis svemira u povijesti astronomije – svojevrsni »film svemira«, koji će omogućiti praćenje promjena na noćnom nebu kroz deset godina.

Hrvatski doprinos

Opservatorij će svakih nekoliko noći sustavno snimati cijelo južno nebo, stvarajući dosad najširu i najdetaljniju astronomsku kartu svemira. Početak projekta rezultat je višegodišnjeg rada i suradnje tisuća znanstvenika, inženjera i stručnjaka iz cijelog svijeta.

Službenom početku prethodilo je predstavljanje prvih snimaka opservatorija u lipnju 2025. godine, nakon čega su uslijedila završna testiranja sustava, provjera operativne spremnosti i pokretanje sustava za automatsko otkrivanje i dojavu novih astronomskih pojava.

Voditelj projekta LSST, prof. dr. sc. Željko Ivezić, ističe kako je odluka o početku znanstvenih opažanja donesena tek nakon opsežne optimizacije sustava i detaljne provjere njegove tehničke spremnosti, sustava za obradu podataka i znanstvene validacije.

Voditelj projekta LSST, prof. dr. sc. Željko Ivezić / Foto Gordana Čalić Šverko

Među ključnim kriterijima bili su kvaliteta snimaka, učinkovitost opažanja, pouzdanost rada sustava i preciznost kalibracije. Osim što vodi jedan od najvažnijih svjetskih astronomskih projekata, Ivezić je naslovni profesor na Fakultetu za fiziku Sveučilišta u Rijeci te član Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti.

Uz njega u projektu sudjeluju i hrvatski astrofizičari okupljeni u istraživačku skupinu Croatian Participation Group – CPG@LSST. Skupinu čine znanstvenici s Fakulteta za fiziku Sveučilišta u Rijeci, Instituta »Ruđer Bošković« te Sveučilišta u Zagrebu – Opservatorija Hvar.

Kako bi objedinjili hrvatsku istraživačku infrastrukturu i stručne kapacitete u području astrofizike, te su institucije uspostavile zajedničku suradnju i nacionalni doprinos međunarodnoj kolaboraciji Rubin/LSST.

Opservatorij NSF–DOE “Vera C. Rubin” u Čileu / Foto Vera C. Rubin Observatory

Znanstvenici uključeni u LSST imaju ekskluzivan pristup zajedničkoj istraživačkoj infrastrukturi, opažanjima i softveru za obradu golemih količina podataka koje će projekt stvarati.

Dok će stručnjaci Instituta »Ruđer Bošković« razvijati dio softverskih rješenja, analiza opažanja i simulacije astrofizičkih pojava provodit će se na riječkom superračunalu Bura, smještenom u Centru za napredno računanje i modeliranje Sveučilišta u Rijeci. Bura je jedan od samo 13 međunarodnih računalnih centara koji sudjeluju u LSST projektu.

Riječke snage

Zadovoljstvo početkom projekta ne krije docent Fakulteta za fiziku Sveučilišta u Rijeci i voditelj doprinosa riječkog Sveučilišta u Opservatoriju »Vera C. Rubin«, Tomislav Jurkić. Ističe kako su riječki znanstvenici u projekt uključeni od njegovih samih početaka.

– Izuzetno smo uzbuđeni što je započelo najveće astronomsko snimanje neba u povijesti, posebno zato što smo u ovaj međunarodni projekt uključeni gotovo dva desetljeća. Sveučilište u Rijeci i Institut »Ruđer Bošković« još su prije gotovo 20 godina potpisali pismo namjere o sudjelovanju.

Očekujemo da će LSST donijeti pravu revoluciju u razumijevanju svemira, njegova nastanka, strukture i astronomskih pojava. Prvi put vidjet ćemo više zvijezda nego što je stanovnika na Zemlji, kaže Jurkić.

Jurkić ističe da su hrvatski astrofizičari u međunarodnu kolaboraciju uključeni kroz nacionalni in-kind doprinos, u kojem uz Sveučilište u Rijeci i njegov Fakultet za fiziku sudjeluju Institut »Ruđer Bošković« te Sveučilište u Zagrebu – Opservatorij Hvar.

Tomislav Jurkić

– Uz mene, sa Sveučilišta u Rijeci u projektu sudjeluje i Karlo Mrakovčić, mladi astrofizičar koji izrađuje doktorsku disertaciju iz područja primjene umjetne inteligencije i strojnog učenja u astrofizici.

Njegov rad usmjeren je na razvoj softvera za otkrivanje malih asteroida koji bi mogli predstavljati potencijalnu opasnost za Zemlju, što je jedan od važnih segmenata ovog projekta.

Karlo je diplomirao astrofiziku i fiziku elementarnih čestica na Fakultetu za fiziku u Rijeci, gdje sada pohađa i doktorski studij. Ja se bavim istraživanjem promjenjivih i divovskih zvijezda u završnim fazama njihova razvoja, što je ključno za razumijevanje evolucije zvijezda te strukture i razvoja naše galaksije.

LSST će svake noći prikupiti oko 10 terabajta podataka, zbog čega je iznimno važna računalna infrastruktura u Rijeci, ponajprije superračunalo Bura u Centru za napredno računanje i modeliranje.

Foto Vera C. Rubin Observatory

Bura je jedan od samo 13 međunarodnih računalnih centara uključenih u kolaboraciju Opservatorija »Vera C. Rubin« te jedini specijaliziran za analizu podataka.

U radu nam veliku potporu pružaju i djelatnici Centra, osobito Gordan Janeš, koji brine o održavanju, pristupu i edukaciji korisnika superračunala. Uz riječki tim, u projektu aktivno sudjeluje i Lovro Palaversa s Instituta »Ruđer Bošković« sa svojom istraživačkom skupinom koja proučava zvijezde i strukturu Mliječnog puta.

Palaversa je ujedno voditelj cjelokupnog hrvatskog doprinosa LSST projektu. Iznimno nam je važna i regionalna suradnja s kolegama iz Slovenije, Srbije, Italije i Mađarske, a dosad smo organizirali četiri regionalna skupa, među kojima i onaj održan 2024. godine u palači Moise na Cresu, edukacijskom centru Sveučilišta u Rijeci, kaže Jurkić.

Asistent Fakulteta za fiziku Sveučilišta u Rijeci Karlo Mrakovčić pojašnjava da se u okviru projekta LSST bavi primjenom strojnog učenja na golemim količinama podataka koje će prikupljati Opservatorij »Vera C. Rubin«.

Jedan dio njegova istraživanja usmjeren je na izradu preciznije trodimenzionalne karte Mliječne staze određivanjem udaljenosti velikog broja zvijezda u našoj galaksiji.

Karlo Mrakovčić

– Drugi dio mog rada odnosi se na razvoj algoritama koji na Rubinovim snimkama neba mogu prepoznati vrlo slabe tragove malih asteroida, posebno objekata koji bi se mogli približiti ili čak pasti na Zemlju.

Početak rada LSST-a za mene je iznimno uzbudljiv jer ulazimo u novo razdoblje astronomije u kojem će se nebo snimati dublje, brže i sustavnije nego ikad prije.

Posebno me veseli što i iz Rijeke sudjelujemo u projektu koji će nam pomoći da bolje razumijemo položaj našeg Sunčeva sustava u Mliječnoj stazi, ali i da ranije otkrivamo male objekte koji bi jednog dana mogli predstavljati opasnost za Zemlju.

U projektima ovakvih razmjera količina podataka toliko je velika da bez snažnih računalnih resursa moderna astronomija više nije moguća, a upravo nam u tome veliku potporu pruža riječko superračunalo Bura, kaže Mrakovčić.

Aktivna suradnja

Opservatorij »Vera C. Rubin« opremljen je najvećom digitalnom kamerom ikad izrađenom, rezolucije 3.200 megapiksela. Zahvaljujući jedinstvenoj konstrukciji teleskopa, koja objedinjuje golemu moć prikupljanja svjetlosti, iznimno brzo pomicanje i vrlo široko vidno polje, kamera će svakih 40 sekundi snimiti novu sliku neba.

Svake noći prikupit će oko 10 terabajta podataka i generirati do sedam milijuna upozorenja o promjenama na noćnom nebu.

»Rubin« će tako svake noći otkrivati vrlo slabe objekte i kratkotrajne astronomske pojave koje su dosad često prolazile nezapaženo. Svaka pojedinačna snimka obuhvatit će područje neba veličine približno 50 punih Mjeseca, a za njezin prikaz bilo bi potrebno čak 400 4K ili 1.400 Full HD monitora.

Početak projekta rezultat je višegodišnjeg rada i suradnje tisuća znanstvenika, inženjera i stručnjaka iz cijelog svijeta / Foto Vera C. Rubin Observatory

Opservatorij će astronomima omogućiti praćenje dosad nezabilježenog broja astronomskih pojava – od promjenjivih zvijezda i eksplozija supernova do sudara neutronskih zvijezda, aktivnih galaksija, novih asteroida i kometa te procesa povezanih s tamnom tvari i tamnom energijom. Očekuje se i otkrivanje potpuno novih pojava koje dosad nisu bile zabilježene.

Jedan od glavnih ciljeva projekta jest rasvijetliti prirodu tamne tvari i tamne energije, koje zajedno čine oko 95 posto svemira, ali i dalje predstavljaju jednu od najvećih neriješenih zagonetki moderne fizike.

Istodobno će LSST revolucionirati istraživanja Sunčeva sustava i postati najveći sustav za otkrivanje njegovih objekata. Već tijekom prvih mjesec i pol probnog rada opservatorij je otkrio više od 11.000 dotad nepoznatih asteroida, među kojima su 33 objekta bliska Zemlji te čak 380 transneptunskih objekata iza Neptunove orbite.

Opservatorij NSF–DOE “Vera C. Rubin” u Čileu / Foto Vera C. Rubin Observatory

Projekt će dati snažan poticaj i razvoju tzv. višeglasničke (multi-messenger) astronomije, koja svemirske događaje proučava kombiniranjem različitih vrsta signala, poput elektromagnetskog zračenja, gravitacijskih valova i kozmičkih zraka.

Brza opažanja eksplozija zvijezda, aktivnih crnih rupa i drugih kratkotrajnih pojava omogućit će teleskopima diljem svijeta gotovo trenutačno usmjeravanje prema tim događajima.

Posebnost LSST-a jest desetogodišnje sustavno praćenje cijelog južnog neba. Svaki njegov dio bit će snimljen oko 800 puta, a rezultat će biti najveća astronomska baza podataka ikada izrađena.

Sadržavat će podatke o približno 40 milijardi svemirskih objekata te će biti dostupna znanstvenicima, ali i široj javnosti. Time će prvi put u povijesti tako golema količina astronomskih podataka biti otvorena ne samo istraživačima nego i građanima, otvarajući novo razdoblje znanstvenih otkrića i sudjelovanja javnosti u istraživanju svemira.

“Vera C. Rubin” u mjesec dana prikuplja više podataka nego svi teleskopi dosad

LSST – Legacy Survey of Space and Time – međunarodni je projekt snimanja i pregleda neba, a u svojoj nacionalnoj strategiji, SAD ovaj projekt smatraju najvažnijim astronomskim projektom u području zemaljskih teleskopa za slijedećih 10 godina.

Opservatorij »Vera C. Rubin« opremljen je najvećom digitalnom kamerom ikad izrađenom, rezolucije 3.200 megapiksela / Foto Vera C. Rubin Observatory

Zahvaljujući inovativnom dizajnu, veličini teleskopa od 8,4 metara, velikoj brzini te širokom kutu snimanja neba od 9,6 kvadratna stupnja, opservatorij Rubin snima cjelokupno južno nebo svaka tri dana tijekom perioda od 10 godina, omogućavajući gotovo filmsko opažanje neba i astronomskih pojava tijekom jedne dekade.

Samo u prvom mjesecu svog rada, ovaj će teleskop vidjeti više svemira i astronomskih objekata nego svi teleskopi zajedno u cijeloj ljudskoj povijesti. Vrhunska kvaliteta snimaka omogućit će kartriranje svemira u tri dimenzije, a vremenska komponenta opažanje svemira u boji u realnom vremenu.

Kontinuirana sinoptička opažanja će trajati sve do 2036. godine. Sredstva za izgradnju i rad teleskopa iznose gotovo dvije milijarde dolara, a osigurana su kroz izravno financiranje kongresa SAD-a, Nacionalne zaklade za znanost (NSF) i Ministarstva energetike SAD-a.

Projekt vodi savez LSST Discovery Alliance, koji okuplja 35 institucija, pretežno iz SAD-a. Među njima su Sveučilište u Washingtonu, Kalifornijski tehnološki institut – Caltech, Sveučilište Princeton, Nacionalni laboratorij Fermi, Sveučilište Stanford, Sveučilište u Oxfordu te tvrtka Google.

LSST će automatski skenirati nebo, dajući više od 800 panoramskih snimaka svake noći, što znači da će teleskop dva puta tjedno snimiti cijelo južno nebo. Najveća ikada konstruirana digitalna kamera upisana je u Guinnessovu knjigu svjetskih rekorda.

Za pohranjivanje cjelokupne baze podataka trebat će diskovni prostor veličine 30.000 prosječnih tvrdih diskova od 1 TB, a samo jedna noć opažanja može popunih 10 takvih tvrdih diskova.

Procesuiranje ovakve količine podataka zahtjevat će računalnu snagu od oko 150 TFLOPS-a već u prvoj godini opažanja. Astronomi će time dobih najbogatiju i najraznovrsniju astronomsku bazu podataka, a korištenjem inovativnih tehnologija i softvera ostvarit će do danas neslućene mogućnosti u otkrivanju novih fenomena i objašnjenju nedovoljno poznatih astrofizičkih procesa.