Laika domēna astronomija mainīs mūsu izpratni par kosmosu

„Šī ir vieta, kur jūs veicat laika domēna astronomiju,” saka Andrejs Prša, astronoms Villanovas universitātē. Viņš atsaucas uz Hotwired 5, īsumā par piekto ikgadējo Hotwiring Transient Universe konferenci, kas šonedēļ notika Villanova universitātē. Pētnieki no visas pasaules pulcējas vienā vietā, lai apspriestu, kā labāk pilnveidot pārejošu debesu un astrofizisko parādību izpēti.

Bet kas ellē ir „laika domēna astronomija?” Un kāpēc mums vajadzētu rūpēties?

Saskaņā ar Prša, viena no Hotwired organizatoriem, laika domēna astronomija būtībā ir pētījums par kaut ko kosmosā, kas ir laika mainīgais. Tā ir plaša spektra lietas, bet tās var būt periodiski mainīgas (un tāpēc paredzamas) parādības, piemēram, pulsējošas zvaigznes vai bināras zvaigznes; vai lietas, kas ir savvaļas un šķietami nejaušas, piemēram, rentgena binārijas, gamma staru pārrāvumi, supernovs, kataklizmas mainīgie, gravitācijas viļņi vai pat Zemes objektu, piemēram, asteroīdu, uzvedība un kustības.

Īsāk sakot, laika domēna astronomija faktiski attiecas uz kosmosa zinātnes izpēti, kas ne vienmēr ir statiska. “Kad vien vēlaties izpētīt objekta mainīgumu kā laika funkciju, tas ir laika domēna astronomija.”

Tas izklausās diezgan vienkārši, ja vien jūs nesaprotat, ka viens no lielākajiem mācību telpas ierobežojumiem ir saistīts ar to, ka mums nav acu par visu uzreiz. Visā pasaulē ir teleskopi, kas veic nakts debesu apsekojumus un mēģina uztvert signālu vai apkopot datus par ļoti īslaicīgiem notikumiem. Zvaigzne eksplodē - un jums var būt iespēja noķert sprādzienu tās spožākajā gaismā. Taču, ja vien jūs neesat visu laiku fokusējis objektīvu šajā virzienā, jūs varēsiet savākt tikai datu blipu, kas mazliet atklāj, kā supernova parādās kā process.

Hotwired tika dibināta 2007. gadā, kad bija saprotams, ka “astronomijā ir daudz pārejošu laika domēna parādību, ka mēs vienkārši neesam aprīkoti, lai risinātu kā ātru reakciju uz laiku”, teica Prša. Jaunās tehnoloģijas ļauj zinātniekiem atklāt iepriekšminētās parādības, kad tās notiek, bet šie instrumenti neapstājas, lai veiktu papildu izmeklēšanu un savāktu vairāk datu - tie vienkārši turpinās kopā ar vispārējo kosmosa apsekojumu.

"Lai to atrisinātu," viņš saka, "mēs nolēmām, ka cilvēkiem, kuri atrodas zinātnes pusē, un cilvēkiem, kas ir atbildīgi par pasaules observatorijām, ir jāsāk kopā un sākt runāt par iespējām ieviest robotu teleskopus un ātru pārraudzības sistēmas, lai segtu plaisu, kas mums ir šo pārejošo parādību pārraudzībā. ”

Deviņus gadus vēlāk Hotwired lepojas ar vairāk nekā 100 prezentācijām un sesijām, kurās piedalās astronomi un observatorijas direktori no visas pasaules. Šogad Hotwired notiek pirmo reizi austrumu piekrastē.

Laika domēna astronomija piedāvā atslēgu dažām galaktikas sarežģītākajām problēmām. „Mēs bieži vien nezinām, kas izraisa šīs parādības,” saka Prša. Piemēram, gamma staru sprādzieniem un gravitācijas viļņiem ir labs modelis, kad tie var rasties (piemēram, melnā cauruma bināro sistēmu apvienošanās), bet mēs joprojām neesam pārliecināti par to, kādus signālus viņi ražo elektromagnētiskajā spektrā un kā mēs varam vislabāk to izmērīt. Vai šīs parādības rada zilā viļņa garumu? Vai viņiem ir infrasarkanā signāla emisija? Neviens vēl nezina.

Hotwired mērķis ir izstrādāt atbildes sistēmas, kas ir sarukušas līdz 15 minūtēm, “no brīža, kad apsekojums atklāj kādu no pārejošām parādībām, līdz brīdim, kad turpmākais tīkls saņem piezīmi un var izdot pašreizējās darbības pārtraukumu, ka instruments var nekavējoties sekot līdzi tam, ko sauc par “augstākās zinātnes profila gadījumu” šajā gadījumā, mēs esam vislabākā iespēja uzzināt, kas notiek ”- pat ar ļoti noslēpumainām un ļoti īslaicīgām parādībām.

Iespējams, labākais piemērs tam, kā tas varētu darboties, ir gadsimtiem senā gravitācijas viļņa noslēpums, no kura tagad ir divi apstiprināti atklājumi, un vēl viena atklāšana. Bet tāpēc, ka signāli, kurus mēs esam paņēmuši, ir īslaicīgi, nav iespējams faktiski šos datus ievietot kontekstā, kas palīdz mums saprast tos ārpus vienpusēja skatījuma, tā sakot.

Elektromagnētiskā ekvivalenta atrašana gravitācijas viļņiem ļautu mums saprast, kad šie viļņi, visticamāk, tiks ražoti ar augstiem signāliem, un labāk raksturo debesu notikumu veidus, kas tos padara.

Bet mums nebūtu jārīkojas laika astronomija kā gravitācijas viļņi. Protams, tie ir tas, ko Prša sauc par “karstāko lietu uz jaunā lauka” jaunajam laukam, bet, iespējams, ir debesu parādības, par kurām mēs pat nezinām, par kurām varētu gūt labumu no laika domēna paskaidrojuma. Ņemiet mūsu satricinošo izpratni par gammas staru pārrāvumiem vai binārajām staru mijiedarbībām, kas ir Prša pašu pētnieciskās intereses un kas varētu būt noderīgas, lai izprastu planētu veidošanos zvaigžņu sistēmās, piemēram, Alpha Centauri. „Mēs redzam tik daudz dažādu tēmu,” saka Prša.

Astrofizika tradicionāli ir cietusi kā dalīta sabiedrība, kurā grupas mēģināja izskaidrot Visuma bezgalīgās noslēpumus ar nelielu vienprātību. Un, ja Hotwired izrādīsies veiksmīgs apvienojot atšķirīgās grupas ar laika domēna astronomiju, mūsu visa koncepcija par to, ko mēs domājam par mūsu Visumu, var būt uz visiem laikiem uzskatāma par Pršas spēļu mainīgajām idejām.