Resultaten rullar in från Caltechs senaste toppmoderna sky-mätningskamera, som började sin verksamhet vid Palomar Observatory i mars 2018. Kallas Zwicky Transient Facility, eller ZTF, det nya instrumentet har hittills upptäckt 50 små jordnära asteroider och mer än 1, 100 supernovor, och den har observerat mer än 1 miljard stjärnor i Vintergatans galax. En av de jordnära asteroiderna som upptäcktes av ZTF, kallas 2019 AQ3, har en omloppstid på bara 165 dagar, det kortaste kända "året" för någon asteroid.

"Det är ett ymnighetshorn av resultat, " säger Shri Kulkarni, ZTF:s huvudutredare och George Ellery Hale professor i astronomi och planetvetenskap vid Caltech. Nyligen, flera nya artiklar om tidiga resultat och tekniska specifikationer för ZTF accepterades för publicering i tidskriften Publikationer från Astronomical Society of the Pacific . "Vi är igång och levererar data till det astronomiska samhället. Astronomer är energiska."

ZTF använder det 48-tums Samuel Oschin-teleskopet vid Palomar för att undersöka den norra himlen efter allt som exploderar, rör sig, eller förändringar i ljusstyrka. Eftersom ZTF-kameran täcker 240 gånger storleken på fullmånen i en enda natthimmelbild, det är att upptäcka det mest flyktiga, eller kortlivad, av kosmiska händelser, som var omöjliga att fånga förr nu.

"ZTF undersöker hela den norra himlen var tredje natt, " säger Kulkarni. "Den upptäcker redan några supernovor per natt, och vi förväntar oss att kursen kommer att gå upp."

Kostnaden för att utveckla och driva ZTF är cirka 24 miljoner dollar, med cirka 11 miljoner dollar av finansieringen som kommer från den amerikanska regeringen via National Science Foundation (NSF) och resten kommer från ett internationellt samarbete av partners. Ytterligare stöd kommer från Heising-Simons Foundation, tillsammans med Caltech själv.

"Starten av ZTFs rutinoperationer markerar en ny era i vår förmåga att fånga de nattliga och timliga förändringarna som sker i universum, säger Anne Kinney, NSF biträdande direktör för matematiska och fysiska vetenskaper. "De registrerar nu händelser i realtid från avlägsna supernovor till närliggande asteroider och är redo att upptäcka de våldsamma sammanslagningarna och explosionerna som genererar gravitationsvåghändelser."

Eftersom nästan hälften av ZTF betalas av den amerikanska regeringen, nästan hälften av dess observationer delas offentligt i nästan realtid med astronomisamhället. När man varierar, eller övergående, föremål upptäcks, ett automatiskt varningssystem aktiveras, skicka meddelanden till astronomer, som sedan snabbt följer upp anmärkningsvärda föremål av intresse med hjälp av andra teleskop, inklusive 60-tums och 200-tums Hale-teleskopen på Palomar. Ett NSF-finansierat program som heter GROWTH, med 18 internationella observatorier på norra halvklotet, följer även upp ZTF-varningarna.

All data från ZTF-kameran skickas via ett mikrovågsnätverk som hanteras av UC San Diego till IPAC, ett astronomicenter på Caltech som bearbetar och arkiverar upp till 4 terabyte data varje natt. "Det här är första gången IPAC har genererat realtidsvarningar från en undersökning och första gången en undersökning har offentliggjort upp till hundratusentals varningar per natt, säger George Helou, ZTF medutredare och verkställande direktör för IPAC. I sista hand, de detaljerade uppgifterna görs också tillgängliga för astronomer runt om i världen genom IPAC.

"Det tar bara 10 till 20 minuter från det att en övergående observation görs till det att larmet slocknar, säger Matthew Graham, ZTF-projektforskaren vid Caltech. Graham är specialiserad på "big data, " och specifikt hur man hanterar och bearbetar stora strömmar av astronomiska data. "Det är som att driva ett stort nyhetsrum. Vi har aldrig opererat i den här omfattningen förut, och att hantera all data är en bra bedrift, " han säger.

Upptäckter från ZTF hittills inkluderar inte bara nya supernovor, binära stjärnor, och asteroider men två svarta hål fångade förstöra stjärnor. När stjärnor vandrar för nära svarta hål, de kan "tidvattenstöras" av det svarta hålets gravitation och sträckas in i glömska. Graham säger att han och teamet som arbetar med tidvattenavbrottsdata, ledd av Suvi Gezari från University of Maryland, tröttnade på att hänvisa till de tekniska namnen på föremålen, som består av långa talsträngar. "Vi bestämde oss för att kalla dem Ned Stark och Jon Snow, efter Game of Thrones karaktärer, " han säger.

ZTF fångade också två jordnära asteroider, 2018 NX och 2018 NW, som zippade av jorden på avstånd av endast 72, 000 miles och 76, 000 mil bort, respektive, eller ungefär en tredjedel av avståndet mellan jorden och månen. Dessa upptäckter möjliggjordes av det NSF-finansierade GROWTH-programmet.

Den 4 januari, 2019, ZTF fångade den jordnära asteroiden 2019 AQ3. "Detta är en av de största asteroiderna med en omloppsbana helt inom jordens omloppsbana - en mycket sällsynt art, " säger Quanzhi Ye, en postdoktor vid IPAC som först såg asteroiden i ZTF-data.

Tom Prince, en av medutredarna av ZTF och Ira S. Bowen professorn i fysik vid Caltech, säger att instrumentet är särskilt skickligt på att identifiera nya gravitationsvågskällor - i synnerhet, par kompakta stjärnor som vita dvärgar – som kommer att observeras med framtida rymdbaserade gravitationsvågsdetektorer.

"Eftersom vi täcker så mycket himmel så ofta, vi kan hitta dessa sällsynta exotiska binära system som innehåller två vita dvärgstjärnor, var och en ungefär lika stor som jorden men ungefär hälften av vår sols massa. Deras banor förutspås bli mindre och mindre på grund av förlusten av energi på grund av gravitationsvågor."

ZTF lägger också grunden för det framtida NSF-finansierade Large Synoptic Survey Telescope (LSST), som kommer att, i varje exponering, skanna en volym av himlen 13 gånger större än den som skannats av ZTF. LSST är planerad att starta sin verksamhet 2022.

"Samma varningstekniker som ZTF utvecklar för internationella nätverk av observatorier för att följa upp sina resultat kommer att tillämpas på LSST när den går med i sökningen, säger Kinney.

De senaste ZTF tidningarna är:"The Zwicky Transient Facility:System Overview, Prestanda, och första resultat, " ledd av Eric Bellm från University of Washington; "The Zwicky Transient Facility:Science Objectives, " ledd av Graham; "The Zwicky Transient Facility:Data Processing, Produkter, och Arkiv, " ledd av Frank Masci från IPAC; "Machine Learning för ZTF, " ledd av Ashish Mahabal från Caltech; "Zwicky Transient Facility Alert Distribution System, " ledd av Maria Patterson från University of Washington; "Tillväxtmarskalken:En dynamisk vetenskapsportal för tidsdomänastronomi, " ledd av Mansi Kasliwal från Caltech; och "En morfologisk klassificeringsmodell för att identifiera olösta PanSTARRS-källor:Applikation i ZTF Real-Time Pipeline, " ledd av Yutaro Tachibana från Tokyo Institute of Technology och Caltech och Adam Miller från Northwestern University och Adler Planetarium.