De första astronomerna hade en begränsad verktygslåda:deras ögon. De kunde bara observera dessa stjärnor, planeter och himmelska händelser ljusa nog att plocka upp utan hjälp. Men dagens astronomer använder allt känsligare och sofistikerade instrument för att se och spåra en mängd kosmiska underverk, inklusive föremål och händelser som var för mörka eller avlägset för deras himmelskådade förfäder.

Den 14 november kl. forskare vid California Institute of Technology, University of Washington och ytterligare åtta partnerinstitutioner, meddelade att Zwicky Transient Facility, det senaste känsliga verktyget för astrofysiska observationer på norra halvklotet, har sett "first light" och tagit sin första detaljerade bild av natthimlen.

När den är i full drift 2018, ZTF kommer att skanna nästan hela norra himlen varje natt. Baserad vid Palomar Observatory i södra Kalifornien och drivs av Caltech, ZTF:s mål är att använda dessa nattliga bilder för att identifiera "övergående" objekt som varierar mellan observationer - identifiera händelser som sträcker sig från supernovor miljontals ljusår bort till asteroider nära jorden.

2016, UW Department of Astronomy gick formellt med i ZTF -teamet och kommer att hjälpa till att utveckla nya metoder för att identifiera de mest "intressanta" av de miljontals förändringar på himlen - inklusive nya objekt - som ZTF kommer att upptäcka varje natt och varna forskare. På det sättet, dessa högprioriterade transienta objekt kan följas upp i detalj av större teleskop, inklusive UW:s andel av Apache Point Observatory 3,5-meters teleskop.

"UW är världsledande inom undersökningsastronomi, och att gå med i ZTF kommer att fördjupa vår förmåga att utföra banbrytande vetenskap på ZTF:s massiva, dataström i realtid, sa Eric Bellm, en UW biträdande professor i astronomi och ZTF:s undersökningsforskare. "En av styrkorna med ZTF är dess globala samarbete, bestående av experter inom tidsdomänastronomi från institutioner runt om i världen."

Identifiera, katalogisering och klassificering av dessa himmelska objekt kommer att påverka studier av stjärnor, vårt solsystem och utvecklingen av vårt universum. ZTF kan också hjälpa till att upptäcka elektromagnetiska motsvarigheter till gravitationsvågkällor som upptäckts av Advanced LIGO och Virgo, som andra observatorier gjorde i augusti när dessa detektorer plockade upp gravitationsvågor från sammanslagning av två neutronstjärnor.

Men för att låsa upp detta löfte, ZTF kräver massiv datainsamling och realtidsanalys - och UW-astronomer har en historia av att möta sådana "big data"-utmaningar.

Rötterna till big data -astronomi vid UW sträcker sig tillbaka till Sloan Digital Sky Survey, som använde ett teleskop vid Apache Point Observatory i New Mexico för att samla in exakta data om galaxernas "rödförskjutning" – eller ökande våglängd – när de rör sig bort från varandra i det expanderande universum. När den väl analyserats, data hjälpte astronomer att skapa en mer exakt 3D "karta" över det observerbara universum. UW:s undersökningsastronomigrupp är samlad inom Data Intensive Research in Astrophysics and Cosmology (DIRAC) Institute, som inkluderar forskare vid institutionen för astronomi samt eScience Institute och Paul G. Allen School of Computer Science &Engineering.

"Det var naturligt att UW -astronomiavdelningen gick med i ZTF -teamet, eftersom vi har satt ihop ett dedikerat team och expertis för "big data" astronomi, och vi har mycket att lära av ZTF:s partnerskap och potentiella upptäckter, " sa UW docent i astronomi Mario Juric.

Från jorden, himlen är i grunden en gigantisk sfär som omger vår planet. Hela sfären har en yta på mer än 40, 000 kvadratgrader. ZTF använder en ny högupplöst kamera monterad på Palomar Observatorys befintliga Samuel Oschin 48-tums Schmidt-teleskop. Tillsammans utgör dessa instrument duetten som såg första ljuset nyligen, och efter månader av finjustering kommer de att kunna ta bilder av 3, 750 kvadratgrader varje timme.

Dessa bilder kommer att vara en storleksordning fler än de som producerats av ZTF:s föregångare undersökning på Palomar. Men eftersom dessa övergående föremål kan blekna eller ändra position på himlen, analysverktyg måste köras i nästan realtid när bilder kommer in.

"Vi kommer att leta efter något subtilt som förändras med tiden, " sa Bellm. "Och med tanke på hur mycket av himlen ZTF kommer att avbilda varje natt, det kan vara tiotusentals objekt av potentiellt intresse som identifieras med några dagars mellanrum. "

Ur en dataanalyssynpunkt, det här är inga lätta uppgifter. Men, de är precis den sortens uppgifter som UW-astronomer har arbetat med som förberedelse för Large Synoptic Survey Telescope, som förväntas se det första ljuset under det kommande decenniet. LSST, ligger i norra Chile, är ett annat stort dataprojekt inom astrofysik, och förväntas ta bilder av nästan hela natthimlen med några dagars mellanrum.

"Data från ZTF-undersökningarna kommer att påverka nästan alla områden inom astrofysik, samt förbereda oss för LSST längre fram, sa Juric.