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欧洲正在进入天文学的黄金时代吗?

天文学与空间 2022-09-28 00:01:13

作者:Gareth Willmer,《地平线:欧盟研究与创新》杂志 欧洲最大的天文网络汇集了大约20台望远镜和望远镜阵列

信用:vchal,Shutterstock 由于两大天文学家群体在一个新项目中的融合,关于引力波、黑洞、宇宙射线、中微子和其他尖端天文学领域的开创性发现可能很快会变得更加频繁

以前,欧洲有两个主要的地面天文学合作网络,称为OPTICON和RadioNet

这些研究侧重于在电磁光谱的不同波长范围内观察天文现象——前者是在光学波长,光谱的一部分包括可见光;后者在较长的无线电波长下

现在,天文学的这两个领域正联合在一个名为OPTICON RadioNet Pilot (ORP)的项目中,该项目由来自37个机构和15个欧洲国家,加上澳大利亚和南非的天文学家组成

该倡议自称为“欧洲最大的天文网络”,是鉴于天文学家越来越需要在不同领域拥有一系列技能,并使用互补技术来理解现象而设立的

它还汇集了联盟成员拥有的大约20个望远镜和望远镜阵列,目的是协调两个领域之间的方法和工具,并开放对设施的物理和虚拟访问

博士说,有些人是这两个领域的专家,但他们是不同的群体

法国国家科学研究中心(CNRS)和艾克斯-马赛大学的让-加布里埃尔·库比,ORP项目协调员

我被训练成光学天文学家,其他人被训练成射电天文学家

现在,我们还需要训练波长中立的天文学家

' 他解释说,你对不同波长的现象观察得越多,你就能构建出越多的图像

他说,多波长天文学是指在整个光谱范围内进行观测,以获得尽可能多的信息

我们接收到的光和无线电波来自不同的物理过程;因此,我们在波长覆盖范围方面观察得越多,我们对物理过程的了解就越多

博士;医生

Cuby说,这样做的目的是促进和加快为需要不同设施的项目争取望远镜时间的过程——这可能是一个冗长的过程——使人们更容易完成更雄心勃勃的项目,而这些项目以前需要大量的管理工作

望远镜设施包括LOFAR(一个设在荷兰的跨欧洲低频射电望远镜网络)和EVN(一个主要位于欧洲和亚洲的射电望远镜网络,在南非和波多黎各有额外的天线)

多信使时代 博士;医生

库比详细阐述了在当前所谓的多信使天文学时代,促进各领域之间协调的需求是如何增长的

这包括对各种“信使”粒子的观察,如引力波、中微子和宇宙射线,它们可以揭示关于同一来源的不同信息,有可能对宇宙及其起源提供前所未有的洞察力

调和也是时域天文学的关键,时域天文学探索天文事件如何随时间变化

现在正在探索的事件往往是短暂的,许多事件,比如快速的射电爆发,持续时间只有几毫秒

因此,捕捉它们的多个方面需要快速部署望远镜和设施,这也可以通过合作来实现

“这个时域天文学将在未来几年爆发,”博士说

屈比

这真是天文学的黄金时代

' 剑桥大学的宇宙学家格里·吉尔摩教授作为OPTICON的科学协调员参与了ORP,他对此做了进一步的阐述

他说,这就是我们现在做的那种科学,你会发现一些通常变化很大的东西,而且往往是短暂的

一切很快就结束了,你不会再有机会了

你希望能够把所有潜在的能力带到现在观察天空中那个特定的地方

' 教授说

吉尔莫说,捕捉一个短暂的事件依赖于在正确的时间寻找正确的地点的巨大运气,但ORP通过不同研究人员之间更有针对性的努力提供了一个“计划幸运”的机会,并打开了天文学的“发现空间”

一旦技术变得可用,开始寻找越来越短的时间尺度事件,嘿,很快,我们发现它们都在那里——宇宙充满了东西

这是发生最快的最极端的事情

' 引力波 这种多信使和时域天文学的大部分还处于起步阶段,但由于技术的进步和世界各地尖端天文台的新部署,正在被打开

ORP希望通过合作推动的一个新兴领域是引力波领域

这些在2015年首次被发现,是由宇宙中一些最大的灾难性事件形成的时空涟漪,例如成对的黑洞碰撞

今年11月,一个国际天文学家小组宣布探测到创纪录数量的引力波,在大约6个月的时间里增加了35次新的观测,使迄今为止的观测总数达到90次

他们认为,这些发现将有助于我们进一步了解宇宙的演化,以及恒星的生死等话题

相关研究列出了来自世界各地的1600多名作者,并利用了大约100个地面和空间仪器——包括可见光、红外和射电望远镜、中微子和伽马射线观测站以及X射线仪器——这反映了现代天文学中正在发生的巨大广泛合作

作者之一,博士

爱尔兰都柏林大学学院的理论物理学家萨尔·阿克凯没有参与ORP,他说ORP倡议看起来很有希望激发更快速的发现

他说,这种大规模合作将对引力波天文学极其有益,对所谓的多信使天文学更是如此

随着越来越多的望远镜加入全球网络,未来可以更快地进行后续观测,增加我们对这些事件的了解

教授

吉尔摩说,与此同时,尽管ORP的主要重点是激发合作,而不是进行具体的调查本身,但该项目的一个测试案例是结合在光学和无线电波长中寻找黑洞,以了解更多关于它们的性质,这些物体到底有多常见,以及关于它们的理论是否正确

仅银河系就被认为拥有数百万个黑洞,这些黑洞通常是由大质量恒星的死亡形成的,有大量的黑洞有待发现

教授说,在非常特殊的情况下,观察到了其中的一小部分

吉尔摩

所以我们已经看到了冰山一角,但是我们预测有大量的冰山

' 长期观点 尽管今年3月启动的ORP还为时过早,其发展的确切方式仍有待观察

Cuby和他的团队希望试点项目能在2025年初之前,在目前的计划期限之外,过渡到一个可持续的长期项目

其目的也是让世界各地的人都能公开获取,扩大以前代表性不足的研究人员和国家的参与范围

教授

吉尔摩说,与此同时,独立的社区近年来日益融合,而OPTICON和RadioNet项目多年来已经在各自的领域建立了强大的合作网络

他说,过去几十年来,这个社区一直在稳步变化

人们一直在为某个特定的科学主题组建团队并使用一系列设施

多波长天文学是我们现在实际上做它的方式的现实

' 关于ORP项目,他说:“现在,一群年轻、热情的科学家应该有可能选择他们的领导者,她写下了这个提议,然后离开团队。”

ORP项目中RadioNet的科学协调员安东·曾苏斯教授认为,这一举措是推进天文学领域的“关键一步”,它将让人们对宇宙有更丰富的了解

他说,多频的使用让我们能够更好地了解宇宙的秘密

ORP将允许对天空中意想不到和短暂的天文现象做出快速反应,例如伽马射线爆发

我们的目标是获得一个完整的图像,照亮现象的各个方面

博士;医生

Zensus补充说,将无线电和光学团体聚集在一起协调天文学是“吸引所有天文团体用户的关键一步”,也有助于向非专业用户开放这一科学领域

他说,多信使方法将加深我们对天文现象的理解,同时创造新的问题和方法

本文的研究由欧盟资助

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