Краткий, практичный план действий — инструменты, связи и приоритеты для координации многомессенджерных (multi-messenger) наблюдений при GW-событии, возможно связанном с коротким GRB.
1) Основные инструменты и сервисы
- Приём/распространение алертов: GCN/TAN, VOEvent, GraceDB.
- Быстрые локализации: BAYESTAR (распространение HEALPix-карт), LALInference/BILBY (детальная 3D‑posterior).
- Координация/планирование: Treasure Map / GROWTH Marshal / SkyPortal / TOM Toolkit.
- Каталоги/кросс-матчинги: GLADE/GLADE+ / GWGC, NED, SIMBAD, Pan-STARRS/ZTF/ATLAS базы.
- Аналитические утилиты: healpy/HEALPix, astropy, gwemopt (tiling, scheduling), target visibility tools.
- Каналы публикации кандидатов: GCN Notices/Circulars, ATel, Transient Name Server.
2) Быстрая цепочка коммуникаций (преднастроенная)
- Мгновенный приём GCN -> автоматический парсинг локализации (бот).
- Автоматическое вычисление: $A_{90},$ время события $t_0$, 3D‑posterior и видимость для каждой обсерватории.
- Рассылка в рабочие каналы (Slack/Telegram/email/phone-tree) с ключевой информацией: $A_{90}$, вероятностный HEALPix, расстояние $d$, время видимости, приоритетные покрытия.
- Назначение ответственного координатора (on‑call) и ролей (X‑ray lead, optical lead, radio lead, spectroscopy lead).
3) Быстрый алгоритм действий (порядок)
1. Получить алерт → парсить HEALPix и 3D‑posterior.
2. Проверить наличие короткого GRB/прошлого гамма‑сигнала (Fermi‑GBM, Swift, INTEGRAL, IPN); временная привязка $\Delta t\lesssim$ несколько секунд — повышает приоритет.
3. Оценить видимую вероятность для каждой обсерватории: вычислить вероятность, доступную для наблюдения сейчас/в ближайшие часы.
4. Сформировать tiled plan: для телескопа с полем зрения $A_{\text{FoV}}$ число плиток
$$N=\lceil \frac{A_p}{A_{\text{FoV}}}\rceil ,$$ где $A_p$ — площадь вероятности (например $A_{90}$).
5. Оценить экспозиции исходя из ожидаемого поведения EM‑сигнала (см. пункт 5). Запустить покрытия по приоритету (см. пункт 4).
6. Публиковать кандидатов немедленно (GCN Circulars/VOEvent), обмениваться промежуточными списками кандидатов в координационный канал.
4) Приоритеты наблюдений
- Немедленно (минуты): широкое покрытие высоковероятных областей — Gamma/X‑ray (источники быстрых вспышек), широкопольные оптические (ZTF/ATLAS/Pan‑STARRS), быстрые рентген‑телескопы (Swift‑XRT) для локализации.
- Скоро (минуты–часы): глубокие оптические и NIR‑снимки, если есть подозрение на килонова; спектроскопия для ярких кандидатов сразу.
- Среднесрочно (часы–сутки): радио (VLA, MeerKAT, ASKAP), глубокие NIR (красная/пыльная килонова), повторные кадры для отсева астероидов/переменных.
- Долгосрочно (дни–недели): мониторинг радиоточек, поздняя спектроскопия и хост‑квантификация.
5) Модель ожиданий и выбор экспозиций
- Если ожидаемая оптическая послефаза GRB/afterglow: $F(t)=F_0{\left(\frac{t}{t_0}\right)}^{-\alpha }$, типично $\alpha \sim 1$. Это диктует: чем быстрее — тем меньше экспозиция требуется.
- SNR масштабируется как $\mathrm{SNR}\propto \sqrt{t_{\text{exp}}}$ ⇒ требуемое время $t_{\text{exp}}\propto {\mathrm{SNR}}^2$.
- Баланс покрытие vs глубина: оптимизируйте для максимизации вероятности обнаружения, используя метрику на плитку
$$M=\frac{P_{\text{tile}}\times S_{\text{sens}}}{t_{\text{tile}}},$$ где $P_{\text{tile}}$ — вероятность в плитке, $S_{\text{sens}}$ — относительная чувствительность инструмента, $t_{\text{tile}}$ — время на плитку (включая overheads). Сортировать плитки по убыванию $M$.
6) Galaxy‑targeted стратегия (если локализация большая и есть 3D‑posterior)
- Взвешивать галактики по светимости и расстоянию: допустимая мера
$$w_i\propto p({\Omega }_i)\int p(d|{\Omega }_i)\frac{L_i}{d^2}dd,$$ где $L_i$ — светимость (или масса) галактики. Целить сначала в топ‑N галактик по $w_i$. Это эффективно при $A_{90}$ больших и чувствительности ограниченной.
7) Координация данных и обмен
- Мгновенно публиковать кандидаты с позицией, фильтрами, время, вероятность ассоциации и спектральной/фотоинформацией.
- Использовать стандарты VOEvent/GCN для машинного чтения.
- Поддерживать общую таблицу/базу кандидатов (SkyPortal/TOM) с флагами проверки (image subtraction, motion check, host match).
- Назначать быстрые «follow-up triggers» для спектроскопии/радио при SNR/яркости выше порога.
8) Операционные нюансы и ограничения
- Учитывать видимость: высота над горизонтом, аирмасс, луна, погоду; автоматизировать расчёт видимости.
- Меморандумы/договора (MoU) о приоритете времени на телескопах и быстром перецеливании.
- Поддерживать заранее подготовленные скрипты и план‑шаблоны (tiling для типичных FoV).
- Политика публикации: немедленно обмениваться подтверждёнными кандидатами, но с верификацией перед циркулярной публикацией.
9) Итоговая приоритетная последовательность действий (коротко)
1. Получили алерт → автоматический парсинг HEALPix/3D.
2. Проверка гамма/косвенной привязки (Fermi/Swift/IPN).
3. Авто‑расчёт видимости и $N$ плиток: $N=\lceil A_p/A_{\text{FoV}}\rceil$.
4. Запуск покрытий по метрике $M=\frac{P_{\text{tile}}{S}_{\text{sens}}}{t_{\text{tile}}}$.
5. Параллельно galaxy‑targeting по весам $w_i$ при большом $A_{90}$.
6. Немедленная публикация кандидатов и координация spectroscopy/radio.
Если нужно — могу дать шаблон автоматического рабочего процесса (flowchart) или пример конфигурации для конкретного набора инструментов (например ZTF + Swift + VLA + Keck).