Lorsque l'Observatoire Square Kilomètre (SKA) se met en ligne plus tard cette décennie, il créera l'un des plus grands défis de données de la science. L'Observatoire SKA est un projet mondial de radio-télescope construit dans l'hémisphère sud. Là, les vues de notre Voie lactée sont les plus claires et les sites distants du SKA limitent les interférences radio de fabrication humaine.
Le projet s'étend sur deux sites: environ 131 000 antennes en forme d'arbres de Noël en Australie occidentale et 200 grandes antennes de vaisselle dans la région karoo en Afrique du Sud. Dans le cadre de cette collaboration internationale, le Canada a créé un centre de traitement des données de l'Université de Victoria.
L'observatoire SKA produira environ 600 pétaoctets de données chaque année. Ce montant prendrait 200 ans à télécharger en utilisant une connexion Internet à domicile de 100 mégaoctets par seconde.
Ce volume de données dépasse par une marge significative même ce qui est produit par le grand collisionneur de hadrons, souvent considéré comme le premier projet de science du Big Data au monde.
Objectif de recherche
Parmi ses nombreux objectifs scientifiques, le SKA détecte de faibles signaux radio émis lors de l'aube cosmique, environ 50 millions à un milliard d'années après le Big Bang, lorsque les tout premières stars et galaxies ont illuminé l'univers.
Le SKA testera également la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein par les signaux de chronométrage des pulsars (rotation rapide des étoiles à neutrons) avec une grande précision.
Un autre objectif est de comprendre les éclats de radio rapides – des impulsions radio intenses et des sources éloignées. Le SKA devrait détecter les éclats de radio rapides beaucoup plus fréquemment que les instruments actuels, fournissant un grand ensemble de données pour aider à déterminer leur cause, en s'appuyant sur des travaux effectués par des installations comme le télescope de carillon du Canada.
Les données initiales du SKA sont attendues en 2027, avec le début des principales opérations scientifiques en 2029, car le tableau est construit et commandé en phases.
Le rôle du Canada
La gestion du grand volume et de la complexité des données SKA nécessite un réseau global d'installations informatiques spécialisées, collectivement appelées centres régionaux SKA (SRC).
Le Canada est devenu membre du SKA Observatory Research Project en 2024. Peu de temps après avoir rejoint, le Canada s'est engagé à établir un de ces centres.
Le SRC canadien (CANSRC) sera le seul SRC dans les Amériques, servant de nœud important pour le traitement, le stockage et la fourniture d'un accès rationalisé aux données SKA. Il permettra aux chercheurs de se concentrer sur l'analyse scientifique plutôt que sur les obstacles de la gestion des données.
Grande astronomie
Le SKA fait partie de l'évolution continue de l'astronomie vers la «grande science», où la collaboration internationale devient essentielle pour les percées scientifiques. Cette approche à grande échelle change non seulement la façon dont la science est financée, mais aussi la façon dont elle est menée.
Alors que le SKA s'adaptera toujours aux propositions traditionnelles dirigées par les chercheurs – où les scientifiques individuels ou les petites équipes demandent du temps et des ressources de calcul spécifiques pour des projets plus ciblés – la plupart de son pouvoir d'observation ciblera des projets ambitieux et pluriannuels conçus par de grandes équipes internationales.
Des chercheurs canadiens participent à tous les groupes de travail des sciences du SKA et en ont coprésidé quatre ces dernières années. Le Canada est reconnu comme un leader mondial des études sur les pulsars, le magnétisme cosmique et les transitoires, ainsi que dans la cosmologie à basse fréquence, les zones où le SKA fera certaines de ses découvertes les plus transformatrices.
Gestion des données astronomiques
La construction, le développement et la gestion du cansrc nécessitent une collaboration entre le centre de données d'astronomie canadien du Conseil national de recherche, avec quatre décennies d'expérience dans la gestion des données astronomiques; La Digital Research Alliance of Canada, offrant des ressources informatiques hautes performances; Canarie, exploitant le réseau de recherche à grande vitesse pour le transfert de données; et la plate-forme cloud Arbutus de l'Université de Victoria, fournissant l'infrastructure évolutive.
Le projet tire parti de l'expertise concentrée au sein du Centre de recherche sur l'astronomie de l'Université de Victoria, qui rassemble des chercheurs de l'Université de Victoria, du National Research Council Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center et Triumf, le National Particle Accelerator Center du Canada.
Surtout, CANSRC garantit que les chercheurs ont accès aux données SKA. Les capacités développées grâce à la CANSRC renforceront l'écosystème numérique du Canada pour l'avenir.
Découverte numérique
CANSRC servira de passerelle pour développer et étendre l'utilisation de méthodes et d'algorithmes de données avancées, aidant les scientifiques des secteurs de la recherche et de l'industrie exploiter des ensembles de données massives.
Les applications de ces techniques s'étendent bien au-delà de l'astronomie, avec des utilisations potentielles dans l'imagerie médicale, la télédétection et l'intelligence artificielle.
