Time Domain Astronomy vil endre vår forståelse av rommet

"Dette er stedet å være hvis du gjør tidsdomene astronomi," sier Andrej Prša, en astronom ved Villanova University. Han refererer til Hotwired 5, kort for den femte årlige Hotwiring The Transient Universe konferansen, som holdes denne uken på Villanova University. Forskere fra hele verden samler seg på et sted for å diskutere hvordan man bedre kan forbedre studiet av forbigående himmelske og astrofysiske fenomener.

Men hva i helvete er "tidsdomene astronomi?" Og hvorfor skal vi bryr oss?

Ifølge Preta, er en av Hotwired-arrangørene, tidsdomene astronomi i hovedsak studiet av alt i rommet som er en variabel av tid. Det er et bredt spekter av ting, men de kan være fenomener som er periodisk variable (og derfor forutsigbare), som pulserende stjerner eller formørker binære stjerner; eller ting som er vill og tilsynelatende tilfeldige, som røntgenbinarier, gammastrålesprengninger, supernovaer, kataklysmiske variabler, gravitasjonsbølger eller til og med oppførsel og bevegelser av nær jordobjekter som asteroider.

Kort sagt, tidsdomene astronomi relaterer effektivt til å undersøke romvitenskap som ikke nødvendigvis er statisk. "Når du vil utforske variasjonen av et objekt som en funksjon av tid, er det tidsdomene astronomi."

Dette høres ganske enkelt ut, med mindre du forstår at en av de største begrensningene for å studere rom har å gjøre med det faktum at vi ikke har øyne på alt på en gang. Det er teleskoper over hele verden som gjør undersøkelser av nattehimmelen og prøver å fange et signal eller samle inn data knyttet til svært forbigående hendelser. En stjerne eksploderer - og du kan ha mulighet til å fange eksplosjonen i sitt lyseste lys. Men med mindre du har fokusert linsen i den retning hele tiden, kan du bare samle et blip av data som avslører lite om hvordan en supernova utfolder seg som en prosess.

Hotwired ble grunnlagt i 2007 da det ble oppnådd at "det er mange forbigående tidsdomenefenomener i astronomi, som vi ikke bare er rustet til å håndtere som et raskt oppfølgingssvar," sa Prša. Ny teknologi tillater forskere å oppdage de nevnte fenomenene som de oppstår, men disse instrumentene vil ikke slutte å gjennomføre oppfølgingsundersøkelser og samle inn flere data - de fortsetter ganske enkelt sammen med sin generelle romoversikt.

"For å takle det," sier han, "bestemte vi oss for at folk som er på vitenskapssiden av transientene og mennesker som har ansvaret for verdens observatorier, burde komme sammen og begynne å snakke om mulighetene for å introdusere robotteleskoper og rask oppfølgingssystemer for å dekke det gapet vi har i å følge opp disse forbigående fenomenene."

Nine år senere har Hotwired over 100 presentasjoner og økter som møtes av astronomer og observatoriums regissører fra hele verden. Dette året er Hotwired holdt for første gang på østkysten.

Tidsdomene astronomi gir en nøkkel til noen av galaksenes mest forvirrende problemer. "Vi vet ganske ofte ikke hva som forårsaker disse fenomenene," sier Preta. For eksempel har gamma ray bursts og gravitational bølger en god modell for når de kan oppstå (for eksempel svart hull binære system fusjoner), men vi er fortsatt ikke sikker på hvilke signaler de produserer på det elektromagnetiske spektret og hvordan vi kan best måler disse. Er disse fenomenene produserer blåfargede bølgelengder? Har de infrarøde signalutslipp? Ingen vet ennå.

Målet med Hotwired er å utvikle responssystemer som har blitt krympet i rekkefølge på 15 minutter "fra når undersøkelsen oppdager et av det forbigående fenomenet, til når oppfølgingsnettet mottar notat og kan avbryte gjeldende operasjon så at instrumentet umiddelbart kan følge opp på det som kalles et "high science profile case" … i så fall står vi den beste muligheten til å finne ut hva som skjer "- selv med veldig mystiske og svært forbigående fenomener.

Kanskje det beste eksemplet på hvordan dette kan virke, er med det århundre gamle mysteriet om gravitasjonsbølger, hvorav det nå er to bekreftede detekteringer, med en annen avventing. Men fordi signalene vi har plukket er flyktige, er det ingen måte å faktisk sette dataene inn i en kontekst som hjelper oss å forstå dem utover en endimensjonal visning, så å si.

Å finne en elektromagnetisk motpart for gravitasjonsbølger vil gjøre det mulig for oss å forstå når disse bølgene er mer sannsynlig å bli produsert ved høye signaler, og bedre karakterisere de typer himmelske hendelser som gjør dem.

Men vi burde ikke dugghull tid domene astronomi som en gravitasjon bølger explainer. Jo, det er hva Preta kaller "den hotteste tingen i blokken" for det nye feltet, men det er sannsynligvis en masse himmelske fenomener som vi ikke engang vet om som kan ha nytte av en tidsdomeneforklaring. Ta vår rystende forståelse av gammastråleskudder, eller binære stjerneinteraksjoner, som er Pršas egen forskningsinteresse og kan være relevant for å forstå planetformasjon i stjernesystemer som Alpha Centauri. "Vi ser et så variert spekter av emner," sier Preta.

Astrofysikk har tradisjonelt lidd som et delt samfunn, en hvor grupper forsøkte å forklare universets uendelige mysterier med liten konsensus. Og hvis Hotwired viser seg vellykket i å forene de ulike gruppene med tidsdomæne-astronomi, kan hele vår oppfatning av hva vi tenker på når det gjelder vårt univers, være for alltid å se Prasa's spillskiftende ideer.