Czas Astronomia domeny zmieni nasze rozumienie przestrzeni

„To miejsce, w którym należy się zachowywać, jeśli robisz astronomię w dziedzinie czasu” - mówi Andrej Prša, astronom z Villanova University. Odnosi się do Hotwired 5, krótkiej piątej corocznej konferencji Hotwiring the Transient Universe, która odbędzie się w tym tygodniu na Villanova University. Naukowcy z całego świata zbierają się w jednym miejscu, aby omówić, w jaki sposób lepiej udoskonalić badanie przejściowych zjawisk niebieskich i astrofizycznych.

Ale co do cholery jest „astronomia w dziedzinie czasu”? I dlaczego powinniśmy się tym przejmować?

Według Pršy, jednego z organizatorów Hotwired, astronomia w dziedzinie czasu jest zasadniczo badaniem czegokolwiek w przestrzeni, które jest zmienną czasu. To szerokie spektrum rzeczy, ale mogą to być zjawiska, które są okresowo zmienne (a więc przewidywalne), takie jak pulsujące gwiazdy lub zaćmieniowe gwiazdy podwójne; lub rzeczy, które są dzikie i pozornie przypadkowe, takie jak rentgenowskie układy podwójne, rozbłyski gamma, supernowe, zmienne kataklizmowe, fale grawitacyjne, a nawet zachowanie i ruchy obiektów bliskich Ziemi, takich jak asteroidy.

W skrócie, astronomia w dziedzinie czasu odnosi się do badań kosmicznych, które niekoniecznie są statyczne. „Kiedykolwiek chcesz zbadać zmienność obiektu w funkcji czasu, to astronomia w dziedzinie czasu”.

Brzmi to dość prosto, chyba że zrozumiesz jedno z największych ograniczeń studiowania przestrzeni kosmicznej, związane z faktem, że nie mamy wszystkiego na raz. Na całym świecie są teleskopy, które badają nocne niebo i próbują złapać sygnał lub zebrać dane związane z bardzo przejściowymi wydarzeniami. Wybucha gwiazda - możesz mieć okazję złapać eksplozję w najjaśniejszym świetle. Ale jeśli przez cały czas nie skupiałeś swojego obiektywu w tym kierunku, będziesz w stanie zebrać tylko dane, które ujawniają niewiele o tym, jak rozwija się supernowa jako proces.

Firma Hotwired została założona w 2007 r., Kiedy zdano sobie sprawę, że „w astronomii jest wiele przejściowych zjawisk w dziedzinie czasu, których po prostu nie jesteśmy w stanie poradzić sobie z szybką reakcją na czas następczy”, powiedziała Prša. Nowa technologia pozwala naukowcom wykrywać wspomniane zjawiska w miarę ich pojawiania się, ale te instrumenty nie zatrzymają się, aby przeprowadzić dalsze badania i zebrać więcej danych - po prostu kontynuują wraz z ogólnym badaniem przestrzeni.

„Aby temu zaradzić”, mówi, „zdecydowaliśmy, że ludzie, którzy są po stronie naukowej transjentów i ludzie odpowiedzialni za obserwatoria na świecie, powinni się spotkać i zacząć rozmawiać o możliwościach wprowadzenia automatycznych teleskopów i szybkiego systemy kontrolne w celu pokrycia luki, jaką mamy w podążaniu za tymi przejściowymi zjawiskami. ”

Dziewięć lat później Hotwired oferuje ponad 100 prezentacji i sesji z udziałem astronomów i obserwatorów z całego świata. Tegoroczny Hotwired odbywa się po raz pierwszy na wschodnim wybrzeżu.

Astronomia w dziedzinie czasu stanowi klucz do niektórych najbardziej kłopotliwych problemów galaktyki. „Często nawet nie wiemy, co powoduje te zjawiska” - mówi Prša. Na przykład rozbłyski gamma i fale grawitacyjne mają dobry model, kiedy mogą się pojawić (np. Fuzje układu binarnego czarnej dziury), ale nadal nie jesteśmy pewni, jakiego rodzaju sygnały wytwarzają na widmie elektromagnetycznym i jak możemy najlepiej zmierzyć je. Czy te zjawiska wytwarzają niebieskie fale? Czy emitują sygnał podczerwieni? Nikt jeszcze nie wie.

Celem Hotwired jest opracowanie systemów odpowiedzi skurczonych do 15 minut „od momentu, w którym badanie wykryje jedno ze zjawisk przejściowych, do momentu, gdy sieć monitorująca otrzyma notatkę i może wydać przerwanie bieżącej operacji, tak aby że instrument może natychmiast śledzić to, co nazywa się „przypadkiem o wysokim profilu naukowym”… w którym przypadku, mamy najlepszą szansę, aby dowiedzieć się, co się dzieje ”- nawet przy bardzo tajemniczych i bardzo przejściowych zjawiskach.

Być może najlepszym przykładem tego, jak może to zadziałać, jest stuletnia tajemnica fal grawitacyjnych - z których obecnie istnieją dwa potwierdzone wykrycia, z inną oczekującą detekcją. Ale ponieważ sygnały, które wybraliśmy, są ulotne, nie ma sposobu, aby rzeczywiście umieścić te dane w kontekście, który pomaga nam zrozumieć je poza jednym wymiarowym widokiem, że tak powiem.

Znalezienie elektromagnetycznego odpowiednika dla fal grawitacyjnych pozwoliłoby nam zrozumieć, kiedy te fale są bardziej prawdopodobne przy wysokich sygnałach, i lepiej scharakteryzować rodzaje niebiańskich zdarzeń, które je wywołują.

Ale nie powinniśmy goszczyć astronomii w dziedzinie czasu jako grawitacyjnej fali wyjaśniającej. Jasne, są one tym, co Prša nazywa „najgorętszą rzeczą w bloku” dla wyłaniającej się dziedziny, ale prawdopodobnie istnieje mnóstwo zjawisk niebieskich, o których nawet nie wiemy, które mogłyby skorzystać z wyjaśnienia w dziedzinie czasu. Weźmy nasze chwiejne zrozumienie rozbłysków gamma lub interakcji gwiazd binarnych, które są zainteresowaniem badawczym Pršy i mogą być istotne dla zrozumienia formowania się planet w systemach gwiezdnych, takich jak Alpha Centauri. „Widzimy tak różnorodne spektrum tematów”, mówi Prša.

Astrofizyka tradycyjnie cierpiała jako podzielona społeczność, w której grupy próbowały wyjaśnić nieskończone tajemnice wszechświata z niewielkim porozumieniem. A jeśli Hotwired okaże się skuteczny w łączeniu odmiennych grup z astronomią w dziedzinie czasu, cała nasza koncepcja tego, co myślimy o naszym wszechświecie, może być wiecznie zależna od zmieniających grę pomysłów Pršy.