Како астрономија мултимессенгер-а прожима трагове космоса

Астрономи су имали годину успјешне.

Поред праћења космичког извора неутрина, они су открили спајање две неутронске звезде величине града, од којих је свака масивнија од Сунца.

Открића су објављена као доказ да је стигла "нова ера мултимессенгер астрономије".

Али шта је мултимессенгер астрономија?

У нашем свакодневном животу тумачимо свет око нас на основу различитих сигнала, као што су звучни таласи, светлост (врста електромагнетног таласа) и притисак коже. Сваки од ових сигнала може носити други „гласник“. Нови гласници воде до нових спознаја. Тако су астрономи жељно дочекали нову групу гласника у својој науци.

Мани Мессенгерс

Већи део историје астрономије, научници су првенствено проучавали сигнале које преноси један гласник, електромагнетно зрачење. Ови таласи, који се крећу кроз простор и време, описани су њиховим таласним дужинама или количином енергије која се налази у њиховим честицама, фотонима.

Радио таласи имају фотоне са најмањом количином енергије и најдужим таласним дужинама, праћено инфрацрвеним и оптичким светлом на средњим енергијама и таласним дужинама. Кс-зраци и гама-зраке имају најкраће таласне дужине и највећу енергију.

Али и научници проучавају друге гласнике:

• Космичке зраке: напуњене атомске честице и језгра који путују близу брзине свјетлости.
• Неутринос: недопуштене честице које већину свемира виде као транспарентне.
• Гравитациони таласи: боре у самом ткиву простора и времена.

И док су неке области у астрономији годинама истраживале ове гласнике, астрономи су тек недавно посматрали догађаје који су били далеко изван Млечног пута, са више од једног гласника у исто време. За само неколико мјесеци, удвостручио се број извора у којима астрономи могу да сабирају сигнале различитих гласника.

Као шетња на плажи

Мултимессенгер астрономија је природна еволуција астрономије. Научницима је потребно више података како би саставили комплетну слику објеката које проучавају и који одговарају њиховим теоријама које развијају.

Астрономи су комбиновали различите таласне дужине фотона да споје неке мистерије универзума. На пример, комбинација радио и оптичких података одиграла је главну улогу у одређивању да је Млечни пут спирална галаксија 1951. године.

А астрономија наставља да открива велике резултате о нашем универзуму користећи само једног гласника, фотоне. Дакле, ако је мултимессенгер астрономија само еволутивни корак невероватне историје успеха, да ли то значи да је то само нова буззворд?

Не мислимо тако.

Замислите да ходате уз плажу океана. Уживате у погледу на невероватан залазак сунца, чујете валове валова, осећате песак испод ваших ногу и миришете слани ваздух. Ваша комбинована чула чине потпуније искуство.

Са мултимессенгер астрономијом, надамо се да ћемо научити више од универзума комбиновањем више гласника, баш као што комбинујемо вид, слух, додир и мирис.

Али то није увек пикник

Културе астронома и физичара честица представљају различите приступе науци. У мултимессенгер астрономији, ове културе се сударају.

Астрономија је посматрачко поље, а не експеримент. Проучавамо астрономске објекте који се мењају током времена (астрономија временског подручја), што значи да често имамо само једну шансу да посматрамо пролазни астрономски догађај.

До недавно, већина астронома у временским доменама радила је у малим тимовима, на више пројеката одједном. Користимо ресурсе као што су Астрономски телеграм или Гама-координациона мрежа за брзо комуницирање резултата, чак и прије слања научних радова.

Пошто је већина очекиваних извора мултимессенгер сигнала пролазни астрономски догађаји, велики је напор да се ухвате гласници осим фотона.

Опширније: Опсерваторија ИцеЦубе открива неутрино и открива блазар као извор

Физичари честица су водили пут у стварању великих међународних сарадњи како би решили своје најтеже проблеме, укључујући Велики хадронски сударач, ИцеЦубе Неутрино опсерваторију и Ласерски интерферометарски опсерваториј за гравитационе таласе (ЛИГО). Излагање стотина до хиљада истраживача ради заједничких циљева захтева свеобухватну идентификацију улога, строге смернице за комуникацију и многе телеконференције.

Потреба да се одговори на брзе промене у извору мултимессенгер-а и огроман напор да се ухвате мултимессенгер-ови сигнали значи да се астрономија и физика честица морају спојити једна према другој како би изазвале најбоље од обе културе.

Предности мултимессенгер астрономије

Док је астрономија мултимессенгер-а еволуција онога што су астрономи и физичари честица чинили деценијама, комбиновани резултати су интригантни.

Детекција гравитационих таласа од спајања неутронских звезда потврдила је да су ови судари направили велики део злата и платине на Земљи (и широм универзума). Такође је показано како ови судари доводе до (барем неких) кратких рафала гама зрачења - порекло ових експлозивних догађаја је било велико отворено питање у астрономији.

Прва асоцијација неутрина са једним астрономским извором давала је увид у то како свемир ствара своје најснажније честице. Мултимессенгер астрономија открива детаље о неким од најекстремнијих услова у нашем универзуму.

Перспектива мултимессенгер-а већ даје више од збира њених делова - и можемо очекивати да ће у будућности бити још изненађујућих открића. Елитни тимови широм Канаде већ доприносе расту ове младе области, а мултимессенгер астрономија обећава да ће играти главну улогу у нашој наредној деценији астрономских истраживања у Канади - и широм света.

Овај чланак је првобитно објављен на конверзацији Грегорија Сивакова и Дарила Хагарда. Прочитајте оригинални чланак овде.