Laiko domeno astronomija pakeis mūsų supratimą apie erdvę

„Tai yra vieta, kur dirbate laiko srities astronomijoje“, - sako „Villanova“ universiteto astronomas Andrejus Prša. Jis nurodo „Hotwired 5“, trumpą penktąjį kasmetinį „Hotwiring“ „Transient Universe“ konferenciją, kuri vyks šią savaitę Villanova universitete. Mokslininkai iš viso pasaulio renkasi vienoje vietoje, kad aptartų, kaip geriau tobulinti laikinų dangiškųjų ir astrofizinių reiškinių tyrimą.

Bet ką pragaras yra „laiko domeno astronomija?“ Ir kodėl turėtume rūpintis?

Prša, vienas iš „Hotwired“ organizatorių, laiko srities astronomija iš esmės yra nieko erdvės tyrimas, kuris yra laiko kintamasis. Tai yra platus dalykų spektras, tačiau jie gali būti periodiškai kintantys (ir todėl nuspėjami) reiškiniai, pavyzdžiui, pulsuojančios žvaigždės arba binarinės žvaigždės; arba daiktai, kurie yra laukiniai ir tariamai atsitiktiniai, pavyzdžiui, rentgeno binarai, gama spinduliuotės sprogimai, supernovos, kataklizminiai kintamieji, gravitacinės bangos arba netgi žemės paviršiaus objektų, pvz., asteroidų, elgesys ir judėjimas.

Trumpai tariant, laiko srities astronomija veiksmingai susijusi su kosminio mokslo tyrimu, kuris nebūtinai yra statiškas. „Kai tik norite ištirti objekto kintamumą kaip laiko funkciją, tai laiko domeno astronomija.“

Tai skamba gana paprasta, nebent jūs suprantate, kad vienas iš didžiausių studijų erdvės apribojimų yra susijęs su tuo, kad mes nieko nesimato vienu metu. Visame pasaulyje teleskopai atlieka naktinio dangaus tyrimus ir bando sugauti signalą arba surinkti duomenis, susijusius su labai trumpalaikiais įvykiais. Žvaigždutė sprogsta - ir jūs galite turėti galimybę sugauti sprogimą ryškiausia šviesa. Tačiau nebent jūs visą laiką sutelkėte savo objektyvą šia kryptimi, galėsite rinkti tik tokį duomenų rinkinį, kuris mažai atskleidžia, kaip supernova išsiskleidžia kaip procesas.

„Hotwired“ buvo įkurta 2007 m., Kai buvo suvokiama, kad „astronomijoje yra daug trumpalaikių laiko reiškinių, kad mes tiesiog nesame pasirengę susidoroti su greitu reagavimu po laiko“, - sakė Prša. Naujos technologijos leidžia mokslininkams aptikti minėtus reiškinius, kai jie atsiranda, tačiau šios priemonės nesustos atlikti tolesnių tyrimų ir rinkti daugiau duomenų - jie tiesiog tęsiasi kartu su bendru kosmoso tyrimu.

„Norėdamas tai išspręsti,“ sakė jis, „mes nusprendėme, kad žmonės, kurie yra mokslo pusėje, ir žmonės, atsakingi už pasaulio observatorijas, turėtų susiburti ir pradėti kalbėti apie robotų teleskopų ir spartaus diegimo galimybes. stebėsenos sistemas, siekiant padengti spragas, kurių mes turime sekdami šiuos trumpalaikius reiškinius. “

Po devynerių metų „Hotwired“ turi daugiau kaip 100 pristatymų ir sesijų, kuriose dalyvauja astronomai ir observatorijos direktoriai iš viso pasaulio. Šių metų „Hotwired“ renginiai pirmą kartą vyksta rytinėje pakrantėje.

Laiko domeno astronomija siūlo raktą į kai kurias galaktikos problemas. „Mes dažnai nežinome, kas sukelia šiuos reiškinius“, - sako Prša. Pavyzdžiui, gama spinduliuotės ir gravitacinės bangos turi gerą modelį, kai jie gali kilti (pvz., Juodųjų skylučių dvejetainių sistemų susijungimai), bet mes vis dar nežinome, kokių signalų jie gamina elektromagnetiniu spektru ir kaip galime geriausiai juos išmatuoti. Ar šie reiškiniai yra mėlynos spalvos? Ar jie turi infraraudonųjų spindulių signalą? Niekas dar nežino.

„Hotwired“ tikslas yra sukurti atsako sistemas, kurios buvo sutrumpintos iki 15 minučių „nuo tada, kai tyrimas aptinka vieną iš trumpalaikių reiškinių, iki tolesnio tinklo gavimo, ir gali išduoti dabartinės operacijos pertrauką taip, kad kad priemonė gali nedelsdama imtis tolesnių veiksmų, vadinamų „aukšto mokslo profilio byla“ šiuo atveju, mes esame geriausia galimybė išsiaiškinti, kas vyksta “, net ir su labai paslaptingais ir labai trumpalaikiais reiškiniais.

Galbūt geriausias pavyzdys, kaip tai gali būti, yra senas gravitacinių bangų paslaptis, iš kurių dabar yra du patvirtinti aptikimai, o kitas laukiamas aptikimas. Tačiau, kadangi signalai, kuriuos mes paėmėme, yra trumpi, nėra jokio būdo, kaip iš tikrųjų įdėti šiuos duomenis į kontekstą, kuris padėtų mums juos suprasti už vieno matmens, taip sakant.

Rasti gravitacinių bangų elektromagnetinį kolektorių, kuris leistų mums suprasti, kada šios bangos yra labiau tikėtinos gaminti dideliais signalais, ir geriau apibūdina dangaus įvykius, kurie juos daro.

Tačiau neturėtume laikyti galvos laiko astronomijos kaip gravitacinių bangų aiškintojo. Žinoma, jie yra tai, ką Prša vadina „karštuoju dalyku ant bloko“ atsirandančiam laukui, tačiau tikriausiai yra dangaus reiškinių, apie kuriuos mes net nežinome ir apie kuriuos būtų naudingas laiko srities paaiškinimas. Paimkite mūsų drebėjusį supratimą apie gama spinduliuotę arba dvejetainių žvaigždžių sąveiką, kurios yra pačios Pršos mokslinių tyrimų interesai ir kurios gali būti svarbios suprasti planetų formavimąsi žvaigždių sistemose, tokiose kaip Alpha Centauri. „Mes matome tokį įvairų temų spektrą“, - sako Prša.

Astrofizika tradiciškai patyrė kaip susiskaldžiusi bendruomenė, kur grupės bandė paaiškinti begalines visatos paslaptis nedideliu sutarimu. Ir jei „Hotwired“ sėkmingai suvienija skirtingas grupes su laiko srities astronomija, visa mūsų samprata apie tai, ką mes galvojame, kai kalbama apie mūsų visatą, gali būti amžinai žiūrima į Pršos žaidimus keičiančias idėjas.