时域天文学将改变我们对空间的理解

维拉诺瓦大学的天文学家AndrejPrša说：“如果你正在进行时域天文学研究，这就是你的选择。”他指的是Hotwired 5，这是本周在维拉诺瓦大学举行的第五届年度Hotwiring the Transient Universe会议的简称。来自世界各地的研究人员聚集在一个地方讨论如何更好地完善瞬态天体和天体物理现象的研究。

但到底是什么“时域天文学？”我们为什么要关心？

根据Hotwired的组织者之一Prša的说法，时域天文学基本上是对空间中任何时间变化的研究。这是一个广泛的事物，但它们可能是周期性变化（因此可预测）的现象，如脉动恒星或食双星;或者看似随机的野外和东西，如X射线双星，伽马射线爆发，超新星，灾变变量，引力波，甚至像小行星这样的近地天体的行为和运动。

简而言之，时域天文学有效地涉及研究不一定是静态的空间科学。 “每当你想要探索物体随时间变化的变化时，那就是时域天文学。”

这听起来很简单，除非您了解研究空间的最大限制之一与我们没有同时关注所有事物的事实有关。世界各地都有望远镜对夜空进行调查，并试图捕捉信号或收集与瞬态事件有关的数据。一颗恒星爆炸 - 你可能有机会以最明亮的光线捕捉爆炸。但是，除非你一直把镜头聚焦在那个方向上，否则你只能收集一些数据，这些数据几乎没有显示超新星如何作为一个过程展开。

Hotwired成立于2007年，当时人们意识到“天文学中存在很多瞬态时域现象，我们根本没有能力作为快速跟进时间响应处理，”Prša说。新技术使科学家能够发现上述现象，但这些仪器不会停止进行后续调查并收集更多数据 - 它们只是继续进行一般的空间调查。

“为了解决这个问题，”他说，“我们决定，那些处于瞬态科学方面的人和负责世界天文台的人应该聚在一起，开始讨论引入机器人望远镜的可能性和快速后续系统是为了弥补我们在跟踪这些瞬态现象方面的差距。“

九年后，Hotwired拥有来自世界各地的天文学家和天文台主管参加的100多场演讲和会议。今年的Hotwired将首次在东海岸举行。

时域天文学为一些星系中最令人困惑的问题提供了关键。 “我们经常甚至不知道导致这些现象的原因，”普尔萨说。例如，伽马射线爆发和引力波有一个很好的模型可以用于它们的起源（例如黑洞二进制系统合并），但我们仍然不确定它们在电磁波谱上产生什么样的信号以及我们如何能够最好衡量这些。这些现象是否会产生蓝色波长？他们有红外信号发射吗？没人知道。

Hotwired的目标是开发响应系统，这些响应系统已经缩小到15分钟的顺序，“从调查检测到一个瞬态现象到后续网络接收到注释并且可以发出当前操作的中断时仪器可以立即跟进所谓的“高科技案例”…… 在这种情况下，我们有最好的机会找出正在发生的事情“ - 即使是非常神秘和非常短暂的现象。

也许这可能起作用的最好例子是引力波的百年之谜 - 其中现在有两个确认的探测器，另一个待检测。但是因为我们已经发现的信号是短暂的，所以没有办法将这些数据真正地放到一个上下文中，这有助于我们在一维视图之外理解它们，可以这么说。

寻找引力波的电磁对应物将使我们能够理解何时这些波更可能以高信号产生，并且更好地表征形成它们的天体事件的种类。

但我们不应该把时域天文学作为引力波解释器。当然，它们是Prša所说的“新兴领域中最热门的东西”，但可能还有一大堆天体现象，我们甚至不知道哪些天体现象可以从时域解释中获益。我们对伽马射线爆发或二元星相互作用的不确定理解，这是Prša自己的研究兴趣，可能与理解星球系统中的行星形成有关，如Alpha Centauri。 “我们正在看到如此多样化的主题，”Prša说。

天体物理学一直以来都是一个分裂的社区，一个群体试图用很少的共识来解释宇宙的无限奥秘。如果Hotwired成功地将不同的群体与时域天文学联合起来，那么我们对宇宙的想法的整个概念可能会永远受到Prša改变游戏规则的想法的影响。