Astronomia în domeniul timpului ne va schimba înțelegerea spațiului

"Acesta este locul care trebuie să fii dacă faci astronomie în domeniul timpului", spune Andrej Prša, un astronom la Universitatea Villanova. El se referă la Hotwired 5, scurt pentru cea de-a cincea conferință anuală Hotwiring the Universe Transient, care a avut loc săptămâna aceasta la Universitatea Villanova. Cercetătorii din întreaga lume se adună într-un singur loc pentru a discuta cum să perfecționeze mai bine studiul fenomenelor celeste și astrofizice tranzitorii.

Dar ce naiba este "astronomia din domeniul timpului"? Și de ce ar trebui să ne pese?

Potrivit lui Prša, unul dintre organizatorii lui Hotwired, astronomia în domeniul timpului este, în esență, studiul a ceva din spațiu care este o variabilă a timpului. Acesta este un spectru larg de lucruri, dar ele pot fi fenomene care sunt variabile periodic (și, prin urmare, previzibile), cum ar fi stelele pulsatoare sau stelele binare eclipsante; sau lucruri care sunt sălbatice și aparent aleatoare, cum ar fi binarele cu raze X, razele gamma, supernove, variabilele cataclismice, undele gravitaționale sau chiar comportamentul și mișcările obiectelor apropiate de Pământ, cum ar fi asteroizii.

Pe scurt, astronomia în domeniul timpului se referă efectiv la cercetarea științei spațiului, care nu este neapărat statică. "Ori de câte ori doriți să explorați variabilitatea unui obiect ca o funcție a timpului, astronomia este domeniul de timp".

Acest lucru pare destul de simplu, dacă nu înțelegeți că una dintre cele mai mari limitări ale studierii spațiului are de a face cu faptul că nu avem ochi pe totul odată. Există telescoape în întreaga lume care efectuează anchete asupra cerului de noapte și încearcă să surprindă un semnal sau să colecteze date legate de evenimente foarte tranzitorii. O stea explodează - și s-ar putea să ai ocazia de a prinde explozia la cea mai strălucitoare lumină. Dar, dacă nu v-ați focalizat obiectivul în această direcție pe tot parcursul timpului, veți putea colecta doar o blip de date care dezvăluie puțin despre modul în care o supernova se desfășoară ca un proces.

Hotwired a fost fondată în 2007, când a existat o constatare că "există o mulțime de fenomene temporale în domeniul astronomiei, pe care pur și simplu nu suntem pregătiți să le facem ca un răspuns rapid de urmărire", a spus Prša. Noua tehnologie permite oamenilor de știință să detecteze fenomenele menționate anterior, dar acele instrumente nu se vor opri să efectueze investigații ulterioare și să colecteze mai multe date - pur și simplu continuă împreună cu ancheta generală a spațiului.

"Pentru a aborda acest lucru", a spus el, "am decis că oamenii care se află pe partea științifică a tranzienților și a persoanelor care se ocupă de observatoarele din lume ar trebui să se întâlnească și să înceapă să vorbească despre posibilitățile de introducere a telescoapelor robotice și rapid pentru a acoperi decalajul pe care îl avem în urmărirea acestor fenomene tranzitorii ".

Nouă ani mai târziu, Hotwired se mândrește cu peste 100 de prezentări și sesiuni la care au participat astronomi și directori de observatori din întreaga lume. Hotwired din acest an este ținut pentru prima dată pe Coasta de Est.

Astronomia în domeniul timpului oferă o cheie pentru unele dintre problemele cele mai derutante ale galaxiilor. "Chiar nici măcar nu știm ce cauzează aceste fenomene", spune Prša. De exemplu, exploziile de raze gama și undele gravitaționale au un model bun atunci când s-ar putea să provină (cum ar fi fuziunile sistemelor binare cu gaură neagră), dar încă nu suntem siguri de ce fel de semnale produc pe spectrul electromagnetic și cum putem cele mai bune măsurători. Aceste fenomene produc lungimi de undă colorate în albastru? Are emisii de semnal infraroșu? Nimeni nu știe încă.

Scopul lui Hotwired este de a dezvolta sisteme de răspuns care au scăzut până la ordinul a 15 minute "de la momentul în care sondajul detectează unul din fenomenul tranzitoriu, până când rețeaua de urmărire primește notă și poate emite o întrerupere a operațiunii curente că instrumentul poate urmări imediat ceea ce se numește "caz de profil științific ridicat" … în acest caz, avem cea mai mare șansă să aflăm ce se întâmplă "- chiar și cu fenomene foarte misterioase și foarte tranzitorii.

Poate că cel mai bun exemplu al modului în care ar putea funcționa acest lucru este misterul secolului trecut al undelor gravitaționale - dintre care există acum două detectări confirmate, cu o altă detectare în așteptare. Dar pentru că semnalele pe care le-am luat sunt trecătoare, nu există nici o modalitate de a pune aceste date într-un context care să ne ajute să le înțelegem dincolo de o viziune unidimensională, ca să spunem așa.

Găsirea unui contrapartidă electromagnetică pentru undele gravitaționale ne-ar permite să înțelegem când aceste valuri sunt mai susceptibile de a fi produse la semnale înalte și să caracterizeze mai bine tipurile de evenimente celeste care le fac.

Dar nu ar trebui să armonizăm astronimia domeniului timpului ca o explicație a undelor gravitaționale. Sigur, ele sunt ceea ce Prša numește "cel mai fierbinte lucru pe bloc" pentru domeniul în curs de dezvoltare, dar probabil că există o mulțime de fenomene celeste pe care nici măcar nu le știm despre care ar putea beneficia de o explicație a domeniului timpului. Luați înțelegerea clară a rafalelor cu raze gama sau a interacțiunilor binare cu stele, care sunt propriul interes al cercetării și ar putea fi relevante pentru înțelegerea formării planetare în sistemele de stele precum Alpha Centauri. "Vedem un spectru atât de variat de subiecte", spune Prša.

Astrofizica a suferit, în mod tradițional, ca o comunitate divizată, în care grupurile au încercat să explice misteriile infinite ale universului cu puțin consens. Și dacă Hotwired se dovedește că a reușit să unească grupurile disparate cu astronomia în domeniul timpului, întreaga noastră concepție despre ceea ce ne gândim când vine vorba de universul nostru ar putea fi mereu în vizorul ideilor care schimbă jocul lui Prša.