La astronomía en el dominio del tiempo cambiará nuestra comprensión del espacio

"Este es el lugar para estar si estás haciendo astronomía en el dominio del tiempo", dice Andrej Prša, un astrónomo de la Universidad de Villanova. Se refiere a Hotwired 5, abreviatura de la quinta conferencia anual de Hotwiring the Transient Universe, que se celebra esta semana en la Universidad de Villanova. Investigadores de todo el mundo se reúnen en un solo lugar para discutir cómo perfeccionar mejor el estudio de los fenómenos transitorios celestes y astrofísicos.

Pero, ¿qué diablos es la "astronomía en el dominio del tiempo"? ¿Y por qué debería importarnos?

Según Prša, uno de los organizadores de Hotwired, la astronomía en el dominio del tiempo es esencialmente el estudio de cualquier cosa en el espacio que sea una variable de tiempo. Es un amplio espectro de cosas, pero podrían ser fenómenos que son periódicamente variables (y, por lo tanto, previsibles), como estrellas pulsantes o estrellas binarias eclipsantes; o cosas que son salvajes y aparentemente aleatorias, como binarios de rayos X, estallidos de rayos gamma, supernovas, variables cataclísmicas, ondas gravitacionales o incluso el comportamiento y movimientos de objetos cercanos a la Tierra como los asteroides.

En resumen, la astronomía en el dominio del tiempo se relaciona efectivamente con la investigación de la ciencia espacial que no es necesariamente estática. "Cuando quiera explorar la variabilidad de un objeto en función del tiempo, eso es astronomía en el dominio del tiempo".

Esto suena bastante simple a menos que entienda que una de las mayores limitaciones para estudiar el espacio tiene que ver con el hecho de que no tenemos ojos en todo al mismo tiempo. Hay telescopios en todo el mundo que realizan levantamientos del cielo nocturno e intentan captar una señal o recopilar datos relacionados con eventos muy transitorios. Una estrella explota, y es posible que tengas la oportunidad de atrapar la explosión con su luz más brillante. Pero a menos que haya estado enfocando su lente en esa dirección todo el tiempo, solo podrá recopilar un blip de datos que revele poco sobre cómo se desarrolla una supernova como un proceso.

Hotwired se fundó en 2007 cuando se dio cuenta de que "hay muchos fenómenos transitorios en el dominio del tiempo en la astronomía, que simplemente no estamos preparados para enfrentar una rápida respuesta de seguimiento", dijo Prša. La nueva tecnología permite a los científicos detectar los fenómenos mencionados a medida que ocurren, pero esos instrumentos no se detendrán para realizar investigaciones de seguimiento y recopilar más datos; simplemente continuarán junto con su estudio general del espacio.

"Para abordar eso", dice, "decidimos que las personas que están en el lado científico de los transitorios y las que están a cargo de los observatorios del mundo deberían reunirse y comenzar a hablar sobre las posibilidades de introducir telescopios robóticos y la rápida Sistemas de seguimiento para cubrir la brecha que tenemos en el seguimiento de estos fenómenos transitorios ".

Nueve años después, Hotwired cuenta con más de 100 presentaciones y sesiones a las que asistieron astrónomos y directores de observatorios de todo el mundo. El Hotwired de este año se celebra por primera vez en la costa este.

La astronomía en el dominio del tiempo ofrece una clave para algunos de los problemas más desconcertantes de la galaxia. "Con bastante frecuencia ni siquiera sabemos qué causa estos fenómenos", dice Prša. Por ejemplo, los estallidos de rayos gamma y las ondas gravitacionales tienen un buen modelo para determinar cuándo pueden originarse (como las fusiones de sistemas binarios de agujeros negros), pero todavía no estamos seguros de qué tipo de señales producen en el espectro electromagnético y cómo podemos hacerlo. La mejor medida estas. ¿Estos fenómenos producen longitudes de onda de color azul? ¿Tienen emisiones de señales infrarrojas? Nadie sabe todavía.

El objetivo de Hotwired es desarrollar sistemas de respuesta que hayan sido reducidos al orden de 15 minutos "desde que la encuesta detecta uno de los fenómenos transitorios, hasta que la red de seguimiento recibe una nota y puede emitir una interrupción de la operación actual para que que el instrumento puede hacer un seguimiento inmediato de lo que se llama un 'caso de alto perfil científico' … en cuyo caso, tenemos la mejor oportunidad de descubrir qué está pasando ”, incluso con fenómenos muy misteriosos y muy transitorios.

Quizás el mejor ejemplo de cómo podría funcionar esto es con el misterio centenario de las ondas gravitacionales, de las cuales ahora hay dos detecciones confirmadas, con otra detección pendiente. Pero debido a que las señales que hemos captado son fugaces, no hay manera de poner esos datos en un contexto que nos ayude a entenderlos más allá de una visión unidimensional, por así decirlo.

Encontrar una contraparte electromagnética para las ondas gravitacionales nos permitiría comprender cuándo es más probable que esas ondas se produzcan a altas señales y caracterizar mejor los tipos de eventos celestes que las producen.

Pero no debemos utilizar la astronomía en el dominio del tiempo como un explicador de ondas gravitacionales. Claro, son lo que Prša llama "la cosa más candente en el bloque" para el campo emergente, pero probablemente hay una gran cantidad de fenómenos celestiales que ni siquiera conocemos, lo que podría beneficiarse de una explicación del dominio del tiempo. Aproveche nuestra inestable comprensión de los estallidos de rayos gamma, o interacciones de estrellas binarias, que son el propio interés de investigación de Prša y podrían ser relevantes para comprender la formación planetaria en sistemas estelares como Alpha Centauri. "Estamos viendo un espectro tan diverso de temas", dice Prša.

La astrofísica ha sufrido tradicionalmente como una comunidad dividida, en la que los grupos intentaban explicar los infinitos misterios del universo con poco consenso. Y si Hotwired demuestra ser exitoso en la unión de grupos dispares con la astronomía en el dominio del tiempo, nuestra concepción completa de lo que pensamos cuando se trata de nuestro universo podría estar siempre sujeta a las ideas de cambio de juego de Prša.