Gaano Pinapansin ng Multimessenger Astronomy ang Mga Pahiwatig sa Cosmos

Ang mga astronomo ay nagkaroon ng isang blockbuster na taon.

Bilang karagdagan sa pagsubaybay sa isang cosmic na pinagmumulan ng neutrinos, nakita nila ang pagsama ng dalawang lunsod na sangkap na neutron na lunsod, mas malaki kaysa sa araw.

Ang mga natuklasan ay ibinahagi bilang katibayan na ang isang "bagong panahon ng multimessenger astronomy" ay dumating.

Ngunit ano ang multimessenger astronomy?

Sa aming pang-araw-araw na buhay, binibigyang-kahulugan namin ang mundo sa paligid namin batay sa iba't ibang mga signal, tulad ng mga sound wave, liwanag (isang uri ng electromagnetic wave), at presyon ng balat. Ang bawat isa sa mga senyas ay maaaring dalhin ng ibang "mensahero." Ang mga bagong mensahero ay humantong sa mga bagong pananaw. Kaya ang mga astronomo ay sabik na tinatanggap ang isang bagong hanay ng mga mensahero sa kanilang agham.

Maraming Mensahero

Para sa karamihan ng kasaysayan ng astronomiya, ang mga siyentipiko ay lalo pang nag-aral ng mga signal na ipinadala ng isang mensahero, ang electromagnetic radiation. Ang mga alon na ito, na lumilipat sa espasyo at oras, ay inilarawan sa pamamagitan ng kanilang mga wavelength o ang halaga ng enerhiya na natagpuan sa kanilang mga particle, ang mga photon.

Ang mga alon ng radyo ay may mga photon na may pinakamababang halaga ng enerhiya at ang pinakamahabang wavelength, na sinundan ng infrared at optical light sa intermediate energies at wavelengths. Ang X-ray at gamma-ray ay may pinakamaikling wavelength at pinakamataas na enerhiya.

Ngunit ang mga siyentipiko ay nag-aaral ng mga mensahero ng iba, din:

• Cosmic rays: sinisingil na mga atomic na particle at nuclei na naglalakbay malapit sa bilis ng liwanag.
• Neutrinos: walang mga particle na nakikita ng karamihan sa uniberso bilang malinaw.
• Gravitational waves: wrinkles sa napaka tela ng espasyo at oras.

At habang ang ilang mga larangan sa astronomiya ay nagsaliksik ng mga mensahero na ito sa loob ng maraming taon, ang mga astronomo ay kamakailan lamang ay nagmasid ng mga kaganapan mula sa mahusay na lampas sa Milky Way na may higit sa isang mensahero sa parehong oras. Sa loob lamang ng ilang buwan, ang bilang ng mga pinagmumulan kung saan ang mga astronomo ay maaaring magkasama ang mga signal mula sa iba't ibang mga sugo ay nadoble.

Tulad ng Walk sa Beach

Ang multimessenger astronomy ay isang natural na ebolusyon ng astronomiya. Ang mga siyentipiko ay nangangailangan ng mas maraming data upang magkasama ang isang kumpletong larawan ng mga bagay na kanilang pinag-aaralan at tumutugma sa mga teorya na binuo nila sa kanilang mga obserbasyon.

Pinagsama ng mga astronomo ang iba't ibang mga wavelength ng mga photon upang tipunin ang ilan sa mga misteryo ng uniberso. Halimbawa, ang kumbinasyon ng radyo at salamin sa mata na data ay may malaking papel sa pagtukoy na ang Milky Way ay isang spiral galaxy noong 1951.

At ang astronomiya ay patuloy na naghahayag ng magagandang resulta tungkol sa ating uniberso gamit ang isang mensahero, photons. Kaya kung ang multimessenger astronomy ay isa lamang sa ebolusyonaryong hakbang ng isang hindi kapani-paniwalang kasaysayan ng mga tagumpay, ibig sabihin ba ito ay isang bagong buzzword lamang?

Hindi namin iniisip.

Isipin mong naglalakad ka sa isang karagatan ng karagatan. Nasisiyahan ka sa paningin ng isang hindi kapani-paniwalang paglubog ng araw, naririnig ang mga alon ng pag-alon, pakiramdam ang buhangin sa ilalim ng iyong mga paa, at amoy ang maalat na hangin. Ang iyong pinagsamang mga pandama ay bumubuo ng mas kumpletong karanasan.

Sa multimessenger astronomy, umaasa kaming matuto nang higit pa mula sa sansinukob sa pamamagitan ng pagsasama ng maramihang mga mensahero, tulad ng pagsamahin namin ng paningin, pandinig, paghawak, at amoy.

Ngunit Hindi Ito Laging Isang Piknik

Ang mga kultura ng mga astronomo at mga physicist ng particle ay kumakatawan sa iba't ibang pamamaraan sa agham. Sa multimessenger astronomy, ang mga kultura na ito ay nagbanggaan.

Ang astronomiya ay isang field ng pagmamasid at hindi isang eksperimento. Nag-aaral kami ng mga bagay na pang-astronomiya na nagbabago sa paglipas ng panahon (astronomya ng time-domain), na nangangahulugang kadalasan ay mayroon lamang kami ng isang pagkakataon na obserbahan ang isang lumilipas na pangyayari sa astronomiya.

Hanggang kamakailan lamang, ang karamihan sa mga astronomo ng time-domain ay nagtrabaho sa maliliit na grupo, sa maraming mga proyekto nang sabay-sabay. Gumagamit kami ng mga mapagkukunan tulad ng Telegram ng Astronomo o ng Gamma-ray Coordination Network upang mabilis na makipag-usap sa mga resulta, kahit bago magsumite ng mga pang-agham na papel.

Dahil ang karamihan sa mga inaasahang pinagmumulan ng mga multimessenger signal ay lumilipas na pangyayari sa astronomya, isang malaking pagsisikap upang makuha ang mga mensahero bukod sa mga photon.

Magbasa nang higit pa: Ang obserbatoryo ng IceCube ay nakakakita ng neutrino at natutuklasan ang isang blazar bilang pinagmulan nito

Ang mga pisika ng maliit na butil ay humantong sa paglikha ng malalaking internasyunal na pakikipagtulungan upang harapin ang kanilang pinakamahirap na problema, kabilang ang Malaking Hadron Collider, ang IceCube Neutrino Observatory, at ang Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Ang pagsasaayos ng daan-daan hanggang libu-libong mga mananaliksik upang magtrabaho patungo sa mga karaniwang layunin ay nangangailangan ng kumpletong pagkakakilanlan ng mga tungkulin, mahigpit na mga alituntunin sa komunikasyon, at maraming mga teleconferences.

Ang pangangailangan upang tumugon sa mabilis na pagbabago sa isang pinagmumulan ng multimessenger at ang malaking pagsisikap upang makuha ang mga signal ng multimessenger ay nangangahulugan na ang astronomiya at pisika ng particle ay dapat magsama sa isa't isa upang makuha ang pinakamahusay na kapwa ng kultura.

Ang Mga Benepisyo ng Multimessenger Astronomy

Habang ang multimessenger astronomy ay isang ebolusyon ng kung ano ang nagawa ng mga astronomo at physicist ng particle sa mga dekada, ang mga pinagsamang resulta ay nakakaintriga.

Ang pagkakita ng mga gravitational waves mula sa pagsasama ng mga neutron stars ay nagpapatunay na ang mga banggaan na ito ay gumawa ng malaking bahagi ng ginto at platinum sa Earth (at sa buong uniberso). Ipinakita rin nito kung paano ang pagbabangon ng mga banggaan na ito (hindi bababa sa ilang) maikling pagsabog ng gamma-ray - ang pinagmulan ng mga paputok na pangyayaring ito ay isang malaking bukas na tanong sa astronomiya.

Ang unang samahan ng isang neutrino na may isang nag-iisang pang-astronomiya na pinagmulan ay nagbibigay ng isang sulyap sa kung paano ang uniberso ay gumagawa nito pinaka masigasig na mga particle. Ang multimessenger astronomiya ay nagbubunyag ng mga detalye tungkol sa ilan sa mga pinaka-matinding kondisyon sa ating uniberso.

Ang pananaw ng multimessenger ay nagbubunga na ng higit pa sa kabuuan ng mga bahagi nito - at maaari naming asahan na makita ang mas nakakagulat na mga pagtuklas sa hinaharap. Ang mga koponan ng Elite sa buong Canada ay nag-aambag sa paglago ng batang patlang na ito, at ang multimessenger astronomy ay nangangako na maglaro ng isang pangunahing papel sa aming susunod na dekada ng astronomikal na pananaliksik sa Canada - at sa buong mundo.

Ang artikulong ito ay orihinal na inilathala sa The Conversation ni Gregory Sivakoff at Daryl Haggard. Basahin ang orihinal na artikulo dito.