Астрономията във времевата област ще промени нашето разбиране за пространството

"Това е мястото, където да бъде, ако правите астрономия във времева област", казва Андрей Прша, астроном от университета Вилянова. Той се позовава на Hotwired 5, съкратено от петата годишна конференция на Hotwiring на Transient Universe, която се провежда тази седмица в университета Villanova. Изследователи от цял ​​свят се събират на едно място, за да обсъдят как по-добре да се усъвършенства изучаването на преходни небесни и астрофизични явления.

Но какво, по дяволите, е „астрономията във времевата област“? И защо трябва да ни е грижа?

Според Прша, един от организаторите на Hotwired, астрономията във времевата област е по същество изследване на всичко в пространството, което е променлива на времето. Това е широк спектър от неща, но те могат да бъдат явления, които са периодично променливи (и следователно предсказуеми), като пулсиращи звезди или затъмняващи двоични звезди; или неща, които са диви и привидно случайни, като рентгенови двоични файлове, гама-лъчи, свръхнови, катаклизмични променливи, гравитационни вълни или дори поведение и движения на близки до Земята обекти като астероиди.

Накратко, астрономията във времевата област ефективно се отнася до изследването на космическата наука, която не е непременно статична. "Когато искате да изследвате променливостта на даден обект като функция на времето, това е астрономия във времевата област."

Това звучи доста просто, освен ако не разбирате, че едно от най-големите ограничения в изучаването на пространството е свързано с факта, че не виждаме всичко наведнъж. Има телескопи по целия свят, които правят проучвания на нощното небе и се опитват да хванат сигнал или да съберат данни, свързани с много преходни събития. Една звезда експлодира - и може да имате възможност да хванете взрива в най-ярката му светлина. Но ако не сте фокусирали обектива си в тази посока през цялото време, ще можете да съберете само данни от данни, които разкриват малко за това как една супернова се развива като процес.

Hotwired е създадена през 2007 г., когато е станало осъзнаване, че „има много преходни явления във времевата област в астрономията, които ние просто не сме в състояние да се справим като бърза реакция за проследяване“, каза Прша. Новите технологии позволяват на учените да открият гореспоменатите явления, тъй като те се случват, но тези инструменти няма да спрат да провеждат последващи проучвания и събират повече данни - те просто продължават заедно с тяхното общо изследване на пространството.

"За да се справим с това", казва той, "решихме, че хората, които са на научната страна на преходните процеси и хората, които отговарят за обсерваториите на света, трябва да се съберат и да започнат да говорят за възможностите за въвеждане на роботизирани телескопи и бързи. системи за проследяване, за да покрият пропуските, които имаме в проследяването на тези преходни явления."

Девет години по-късно Hotwired може да се похвали с над 100 презентации и сесии, посетени от астрономи и наблюдатели от цял ​​свят. Тази година Hotwired се провежда за първи път на Източното крайбрежие.

Астрономията във времевата област предлага ключ към някои от най-сложните проблеми на галактиката. "Много често не знаем дори какво причинява тези явления", казва Прша. Например, гама-лъчите и гравитационните вълни имат добър модел, когато могат да възникнат (като сливания на двойни системи на черна дупка), но все още не сме сигурни какви сигнали произвеждат върху електромагнитния спектър и как можем да най-добре ги измерете. Дали тези явления произвеждат синьо-оцветени дължини на вълните? Имат ли инфрачервени емисии? Все още никой не знае.

Целта на Hotwired е да разработи системи за реакция, които са намалени до 15 минути "от момента, в който проучването открие едно от преходните явления, до момента, в който последващата мрежа получи бележка и може да издаде прекъсване на текущата операция, така че че инструментът може незабавно да проследи това, което се нарича „случай на висок научен профил“… в такъв случай, ние имаме най-добрия шанс да разберем какво се случва - дори с много загадъчни и много преходни явления.

Може би най-добрият пример за това как може да работи това е с вековната мистерия на гравитационните вълни - от които сега има две потвърдени открития, с друго предстоящо откриване. Но тъй като сигналите, които сме събрали, са мимолетни, няма начин всъщност тези данни да се вкарат в контекст, който ни помага да ги разберем отвъд едноизмерната гледна точка, така да се каже.

Намирането на електромагнитно колело за гравитационните вълни ще ни позволи да разберем, когато тези вълни са по-склонни да бъдат произведени при високи сигнали, и по-добре да характеризират видовете небесни събития, които ги правят.

Но не бива да астрономия в областта на времевата област като гравитационни вълни обяснява. Разбира се, това е онова, което Прша нарича „най-горещото нещо на блока“ за нововъзникващото поле, но вероятно има и няколко небесни явления, за които дори не знаем, които биха могли да се възползват от обяснението във времева област. Вземете разтревоженото ни разбиране за гама-лъчевите изригвания или за взаимодействията на двоичните звезди, които са собствените изследователски интереси на Прша и биха могли да имат отношение към разбирането на планетарната формация в звездни системи като Алфа Кентавър. „Виждаме такъв широк спектър от теми,” казва Прша.

Астрофизиката традиционно страда като разделена общност, където групите се опитват да обяснят безкрайните мистерии на Вселената с малък консенсус. И ако Hotwired се окаже успешен в обединяването на разнородни групи с астрономия във времевата област, цялото ни схващане за това, за което мислим, когато става въпрос за нашата вселена, може да бъде вечно приковано към идеите на Прша за промяна на играта.