La ricostruzione della sfera celeste nella missione Gaia A. Vecchiato, B. Bucciarelli INAF - OATo

Catania – 1° Workshop TriGrid La missione Gaia Cornerstone dell’ESA Lancio previsto per il 2011 Durata 6 mesi di trasferimento + 5 anni di presa dati Catalogo di ~109 oggetti fino a I~20 (nessuna preselezione) Precisione astrometrica fino a 7 μas (G=10) Misure fotometriche fino a 5 mmag (V=15) Dati spettroscopici fino a V~17 con precisione ~5 km/s (V=15) e ~25 km/s (V=17) Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Gaia: il caso scientifico Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid Principio di misura Astrometria globale a scansione continua Combinazione di 3 moti indipendenti: Rivoluzione (Lissajous attorno ad L2 Terra-Sole) Rotazione del satellite su se stesso Precessione dell’asse di rotazione Due FOV in direzioni diverse (BA=110°) Misurata l’ascissa di ogni oggetto su IGC di ciascun FOV Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid Piano focale Star transit . 4 2 m 0.930 m row 1 row 2 row 3 row 4 row 5 row 6 row 7 W F S A 1 3 5 6 7 8 9 B P M R - N V Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Ricostruzione della sfera In ~6 mesi coperta l’intera sfera celeste In 5 anni ciascuna sorgente è osservata ~100 volte da direzioni diverse Rete geodetica Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Il problema matematico 1 osservazione  1 equazione di condizione b=Ax · Termine noto Incognita Sistema di equa-zioni sovradi-mensionato risol-vibile ai minimi quadrati MA … . . . . . . . ATb=ATAx Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid GSR GSR=Gaia Sphere Reconstruction Applicazione che simula le osservazioni di un satellite Gaia-like e ricostruisce la sfera astrometrica Versione attuale: GSR0 A breve termine: usare GSR0 per esplorare utilizzo di Grid per la riduzione dati di Gaia Prospettiva: sviluppo di GSR0 Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid GSR0 - premesse Universo: sfera ρ=cost ed r=500 pc Modello relativistico semplificato Strumento perfetto Assetto perfetto Algoritmo: gradienti coniugati (LSQR, Paige & Saunders, 1982) Ricostruzione errori: errori veri (no stima matrice varianza-covarianza) Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

GSR0 Sphere reconstruction experiments Theoretical model Instrument model Universe model Algorithms Hardware Objectives Results/ timeline Past activity Schwarzschild, arcs, simple observer Perfect instrument 500 pc uniform density sphere Conjugate gradients PC/ Workstations Feasibility test OK (A&A 331, 1133 and A&A 373, 336) PPN Schwarz-schild, arcs, simple observer “ Estimate final accuracy for γ in Gaia γ~10-7 (A&A 399, 337) Now WS, Mini-servers Extension of the previous case 105 stars in 10h (tech. note in preparation) Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid GSR0 Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

GSR0 - implementazione C C F77/F90 ASCII n iterazioni (Montecarlo) startgaia C F77/F90 simgaiappn solvergaia input-solver, coeff, … inputsim results-i, … ASCII results, time, … Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Requisiti - compilazione Tutti i programmi sono sequenziali Non richiedono particolari librerie La versione attuale gira sotto Linux (SUSE Linux Enterprise Server 9) Processori: nessuna richiesta particolare Compilatori utilizzati: gcc 3.3.3 e Intel Fortran 9 Per ora serve solo “modalità Montecarlo” (~50 iterazioni per run) Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid Requisiti - risorse Tempo di CPU: dipende non linearmente dal numero di stelle simulate (~10h per 100.000 stelle su Opteron 2.7 GHz) RAM: 6 GB per 100.000 stelle Spazio disco: 8 GB per 100.000 stelle Tempo di CPU: dipende non linearmente dal numero di stelle simulate (~10h per 100.000 stelle su Opteron 2.7 GHz) RAM: 6 GB per 100.000 stelle Spazio disco: 8 GB per 100.000 stelle Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid

Catania – 1° Workshop TriGrid Sviluppi futuri Nel futuro a medio termine (max 2 yr) l’applicazione cambierà radicalmente come: componenti di base (modello astrometrico, dello strumento, algoritmo GSR, ecc…); implementazione (codice parallelo, tipo di utilizzo, linguaggio?); interazione con basi di dati; richieste in termini di risorse. Lunedì 13 marzo 2006 Catania – 1° Workshop TriGrid