2013/08/24 LLまつり 天文学におけるLL利用の過去と現在
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2013/08/24 LLまつり 天文学におけるLL利用の過去と現在
- 1. 天文学におけるLL利用の過去と現在 東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU, Univ of Tokyo) 下農 淳司 (@himorin)
- 2. Agenda ? 観測天文学ってなにやってるの？ – “ソフトウェア”的にそんなに特殊ではないで す！ ? 観測データの処理?解析 – 写真の時代から電算処理 – 最近のトレンドとLLへのながれ ? 観測のための装置 – 望遠鏡から観測装置まで
- 4. 観測天文学って？ 大雑把にいうと – 望遠鏡 (光を集めるバケツ) で天体の光を集める ? より大口径の方がバケツの効率がいい！が、年に数日 しか使えないより占有の中口径望遠鏡がトータルでは いいかも – 集まった光を装置に流して加工(フィルター?分 光) – 加工した光を検出器に入れて電子データ化する ? もっとも、大昔は眼視とか写真乾板だったわけです ? デジカメの親玉みたいなもん（サイズは桁で違います が – 観測で得たデータを解析ソフトで物理量に解析 ? 基本的に生データは公開なので捏造できない – たとえばすばるでは18ヵ月後から、太陽観測だと即時、と か ? とはいえ、見えた！と思った天体を追観測したらノイ
- 7. 天文データ取得の歴史 D. E. Groom, SPIE 4008-70, 2000 A. Tyson, AJ, 96, 1988
- 8. 観測の電子化によるデータ解析の変化 IRAF : Image Reduction and Analysis Facilities 1980年代初頭からNOAOで開発が始まった、画像?データ処 理のためのソフトウェアパッケージ群＋コマンド?スクリプ ト機能 IDL : Interactive Data Language 1970年代後半から開発が始まった、ベクトル型数値データを 大量処理することに最適化された対話型のスクリプト実行環 境 組込?別途で配布されている、または作成したデータ 解析モジュールを呼び出す形で動作し、対話型処理と その内容をスクリプトとして記述して自動的に処理す る機能を持つ、のが基本。
- 10. 2000年～の画像データの大規模化と解析環境の変 化 とはいえ、大規模化といってもしょせん画像なので素粒 子業界ほどのデータにはなりません。(ただし、光量が捨 てるほどあってかつ大きい太陽や、電波?光学干渉計を 除く。) 1998 SDSS @ APO (120M pixel) 1999 Suprime @ Subaru (80M pixel) 2013 HSC @ Subaru (832M pixel)
- 11. 2000年～の画像データの大規模化と解析環境の変 化 2000年頃からイメージサイズの大容量化と自動化され た大規模観測(サーベイ)が行われるようになり、デー タ処理方式にも影響。 – 大容量画像を高速に扱えるようにという要望が – サーベイが数十～数百晩分のデータになり自動解析へ IRAFよりも高機能で移行しやすいLL処理系が出て、移 行する人も出てきた – 自動解析環境を構築する上でやりやすい – PythonとIRAFのモジュールの統合というpyrafパッケージ – さまざまな基本的な処理をまとめたastropyパッケージ 使い勝手がいいのがでたから利用しよう！というだけ、ともいうかも
- 12. PyRAF http://www.stsci.edu/institute/software_hardware/pyraf ? IRAFのコマンドライン(CL)をリプレース – Pythonのネイティブのコマンドラインに、ではない (!) – IRAFのコマンド群はCLと同様に実行できる ? スクリプト機能はPythonに – “import iraf”でコマンド群を関数として読み込む – PyRAFのコマンドライン内でなくても利用可能
- 13. astropy http://arxiv.org/abs/1307.6212 astro-ph/1307.6212 : Astropy: A Community Python Package for Astronomy http://www.astropy.org/ Pythonがデータ解析やそれ以外にも幅広く利用されるよう になり、さまざまな人がPythonモジュールを作成?公開す るようになったので、インターフェースなどを統一的にし て、かつ一つのパッケージにしよう、というコラボレー ション。 天文業界では誰もが使うようなモジュールが数多く入って いる。 逆に、ふつーは使わないからこうでもしないと不便ともい
- 14. astropy astropy.time : 時間の取り扱い UTC : 協定世界時 TT : 地球時 TAI : 国際原子時 TCG : 地心座標時 TDB : 太陽系力学時 TCB : 太陽系座標時 astropy.cosmology : 宇宙論パラメータの計算 cosmology.H(0) : デフォルトでは7year WMAPの観測結 果 FlatLambdaCDM : 曲率なしFLRWモデル
- 15. 観測のための装置 "In addition, changing to a 2.4-meter mirror would lessen fabrication costs by using manufacturing technologies developed for military spy satellites.“ (Marshall Space Flight Center, Power to Explore, Chap.12 The Hubble Space Telescope)
- 16. 天文”光学”観測 いろいろな方式の観測を行えるよう、一つの望遠 鏡に複数の”観測装置”がつけられることが多い → 望遠鏡と観測装置は別制御 全体をまとめて制御するシステムも必要 それぞれの”観測装置”自体は – メカもの (シャッター?フィルターや焦点合わせ機構) – 検出器本体とその真空冷却装置 が主な構成要素です。
- 17. システムとしての望遠鏡の例 APO (USA) 3.5m 望遠鏡の制御システム構造図 すばる望遠鏡の観測制御室モニター
- 18. システム構築としての観測装置制御 大学?研究所での自家開発がかなり多い – それぞれの機関ごとの趣味が反映される 地上?宇宙ではやはり違う – 打ち上げたらオンサイトデバッグできないですし – とはいえ4000mの高地でデバッグするのってのも意外と大 変 – 地上屋さんが打ち上げたり、打ち上げ屋さんが地上やると 大変 ? 真面目に”It’s not a rocket science!”と叫んだこともあります。。 ? そもそも文化とか大前提が違うので感覚が、、、 制御機械のすべてがネットワークにつながる時代 – 装置?OS依存というのはあまりない – とはいえ、いまだに検出器周りはそれなりに大変です ? いろんな意味で。。
- 21. カメラ?検出器制御とデータの 扱い Images from Teledyne Catalogue (Cleared for Public Release by the DoD‘s Office of Security Review, Case 12-S-1869 / Case 12-S-1870)
- 22. お?し?ま?い
- 23. (backup)