Astronomi Domain Waktu Akan Mengubah Pemahaman Kita Tentang Ruang

"Ini adalah tempatnya jika Anda melakukan astronomi domain waktu," kata Andrej Prša, seorang astronom di Universitas Villanova. Dia merujuk ke Hotwired 5, kependekan dari konferensi tahunan Hotwiring the Transient Universe, yang diadakan minggu ini di Universitas Villanova. Para peneliti dari seluruh dunia berkumpul di satu tempat untuk mendiskusikan cara menyempurnakan studi selestial dan astrofisika sementara.

Tetapi apa itu “astronomi domain waktu?” Dan mengapa kita harus peduli?

Menurut Prša, salah satu penyelenggara Hotwired, astronomi domain waktu pada dasarnya adalah studi tentang apa pun di ruang angkasa yang merupakan variabel waktu. Itu adalah spektrum luas dari berbagai hal, tetapi mereka bisa menjadi fenomena yang secara berkala bervariasi (dan karenanya dapat diprediksi), seperti bintang yang berdenyut atau yang melampaui bintang biner; atau hal-hal yang liar dan tampaknya acak, seperti biner x-ray, semburan sinar gamma, supernova, variabel bencana, gelombang gravitasi, atau bahkan perilaku dan pergerakan objek dekat Bumi seperti asteroid.

Singkatnya, astronomi domain waktu secara efektif berkaitan dengan penyelidikan sains antariksa yang tidak selalu statis. "Setiap kali Anda ingin menjelajahi variabilitas suatu objek sebagai fungsi waktu, itu adalah domain waktu astronomi."

Ini terdengar sangat sederhana kecuali jika Anda memahami salah satu batasan terbesar untuk mempelajari ruang terkait dengan kenyataan bahwa kita tidak memiliki perhatian pada semuanya sekaligus. Ada teleskop di seluruh dunia yang melakukan survei langit malam dan mencoba menangkap sinyal atau mengumpulkan data terkait peristiwa yang sangat sementara. Sebuah bintang meledak - dan Anda mungkin memiliki kesempatan untuk menangkap ledakan dengan cahaya paling terang. Tetapi kecuali jika Anda telah memfokuskan lensa Anda ke arah itu sepanjang waktu, Anda hanya akan dapat mengumpulkan blip data yang mengungkapkan sedikit tentang bagaimana supernova terungkap sebagai suatu proses.

Hotwired didirikan pada 2007 ketika ada kesadaran bahwa "ada banyak fenomena domain waktu transien dalam astronomi, yang kita tidak diperlengkapi sebagai respons waktu tindak lanjut yang cepat," kata Prša. Teknologi baru memungkinkan para ilmuwan untuk mendeteksi fenomena yang disebutkan di atas saat mereka terjadi, tetapi instrumen-instrumen itu tidak akan berhenti untuk melakukan investigasi lanjutan dan mengumpulkan lebih banyak data - mereka hanya melanjutkan bersama dengan survei umum ruang mereka.

"Untuk mengatasinya," katanya, "kami memutuskan bahwa orang-orang yang berada di sisi sains transien dan orang-orang yang bertanggung jawab atas observatorium dunia harus berkumpul dan mulai berbicara tentang kemungkinan memperkenalkan teleskop robotik dan cepat. sistem tindak lanjut untuk menutupi kesenjangan yang kita miliki dalam menindaklanjuti fenomena sementara ini."

Sembilan tahun kemudian, Hotwired menawarkan lebih dari 100 presentasi dan sesi yang dihadiri oleh para astronom dan direktur pengamatan dari seluruh dunia. Hotwired tahun ini diadakan untuk pertama kalinya di Pantai Timur.

Astronomi domain waktu menawarkan kunci untuk beberapa masalah galaksi yang paling membingungkan. "Kami cukup sering bahkan tidak tahu apa yang menyebabkan fenomena ini," kata Prša. Misalnya, semburan sinar gamma dan gelombang gravitasi memiliki model yang baik untuk kapan mereka berasal (seperti penggabungan sistem biner lubang hitam), tetapi kami masih tidak yakin jenis sinyal apa yang mereka hasilkan pada spektrum elektromagnetik dan bagaimana kami dapat terbaik mengukur ini. Apakah fenomena ini menghasilkan panjang gelombang berwarna biru? Apakah mereka memiliki emisi sinyal inframerah? Belum ada yang tahu.

Tujuan dari Hotwired adalah untuk mengembangkan sistem respons yang telah menyusut ke urutan 15 menit “dari saat survei mendeteksi salah satu fenomena sementara, hingga ketika jaringan tindak lanjut menerima catatan dan dapat mengeluarkan gangguan dari operasi saat ini sehingga bahwa instrumen dapat segera menindaklanjuti apa yang disebut 'kasus profil sains tinggi' … dalam hal ini, kami memiliki peluang terbaik untuk mencari tahu apa yang sedang terjadi ”- bahkan dengan fenomena yang sangat misterius dan sangat sementara.

Mungkin contoh terbaik tentang bagaimana ini bisa bekerja adalah dengan misteri gelombang gravitasi yang berusia seabad - yang sekarang ada dua deteksi yang dikonfirmasi, dengan pendeteksian lainnya yang tertunda. Tetapi karena sinyal yang kami ambil cepat berlalu, tidak ada cara untuk benar-benar memasukkan data ke dalam konteks yang membantu kami memahami mereka di luar tampilan satu dimensi, jadi untuk berbicara.

Menemukan rekanan elektromagnetik untuk gelombang gravitasi akan memungkinkan kita untuk memahami kapan gelombang tersebut lebih mungkin dihasilkan pada sinyal tinggi, dan lebih baik mengkarakterisasi jenis-jenis peristiwa langit yang membuatnya.

Tetapi kita tidak seharusnya astronomi domain waktu sebagai lubang penjelajah gravitasi. Tentu, itu yang oleh Prša disebut sebagai "hal terpanas di blok" untuk bidang yang muncul, tetapi mungkin ada banyak fenomena selestial yang bahkan tidak kita ketahui yang dapat mengambil manfaat dari penjelasan domain waktu. Ambil pemahaman goyah kami tentang ledakan sinar gamma, atau interaksi bintang biner, yang merupakan minat penelitian Prša sendiri dan mungkin relevan untuk memahami pembentukan planet dalam sistem bintang seperti Alpha Centauri. "Kami melihat beragam topik," kata Prša.

Astrofisika secara tradisional menderita sebagai komunitas yang terpecah-pecah, di mana kelompok berusaha menjelaskan misteri alam semesta yang tak terbatas dengan sedikit konsensus. Dan jika Hotwired terbukti berhasil menyatukan kelompok-kelompok yang berbeda dengan astronomi domain waktu, seluruh konsepsi kita tentang apa yang kita pikirkan ketika datang ke alam semesta kita mungkin selamanya terikat pada ide-ide pengubah permainan Prša.