科学家们可能在今年的天文学中发现了下一个重大发现 - 但他们还不知道

时间:2019-06-07  author:佴别  来源:大发棋牌  浏览:44次  评论:140条

今年早些时候,天文学家偶然发现了一个引人入胜的发现:我们银河系中心附近 。

实现这一发现的X射线图像 。 它们最近也没有采取 - 一些数据是在近20年前收集的。

不,研究人员通过挖掘旧的长期存档数据来发现黑洞。

像这样的发现只会变得更加普遍,因为“大数据”时代改变了科学的方式。 天文学家每天都在收集数量庞大的数据 - 以至于需要数年才能发现埋藏在档案中的所有隐藏信号。

天文学的演变

六十年前,典型的天文学家大部分独自工作或在一个小团队中工作。 他们可能在其所在机构使用了一台相当大的地面光学望远镜。

他们的观察主要局限于光学波长 - 或多或少是眼睛所能看到的。 这意味着它们错过了来自许多天体物理源的信号,这些信号源可以从不可见辐射。 在大多数情况下,如果你想做天文学,你必须是一个学术或古怪的富人,可以使用好的望远镜。

旧数据以照相板或出版目录的形式存储。 但是从其他天文台访问档案可能很困难 - 业余天文学家几乎不可能。

今天,有一些观测站覆盖 。 这些最先进的天文台不再由单一机构运营,通常由空间机构发起,通常是 。

随着数字时代的到来,几乎所有数据在获得后不久都会公开发布。 这使得天文学非常民主 - 任何想要重新分析几乎所有新闻数据的人都可以重新分析。 (您也可以查看导致发现数​​千个黑洞的钱德拉数据!)

这些天文台产生了惊人数量的数据。 例如,自1990年以来运行的哈勃太空望远镜每周发射超过并传输大约20 GB的原始数据,这对于20世纪70年代首次设计的望远镜而言令人印象深刻。 智利的现在预计每天会向其档案中添加 。

数据消防

天文数据的档案已经非常庞大。 但事情即将爆发。

每一代天文台的通常一代至少高 ,这要么是因为技术的改进,要么是因为任务范围更大。 根据新任务运行的时间长短,它可以检测到比该波长的先前任务多出数百倍的天文来源。

例如,将20世纪90年代飞行的早期EGRET伽马射线天文台与美国宇航局的旗舰任务费米(Fermi)进行比较,后者今年年满10岁。 EGRET在天空中仅检测到大约190个伽马射线源 费米已经 。

大型天气测量望远镜是一种的光学望远镜,它将每隔几个晚上对整个天空进行成像。 它将非常敏感,它将在新的或瞬态源上 ,导致10年后超过15PB的目录。

平方公里阵列于2020年完工,将成为世界上最灵敏的望远镜,能够探测距离50光年远的外星文明机场雷达站。 在短短一年的活动中,它将产生比整个互联网更多的数据。

这些雄心勃勃的项目将测试科学家处理数据的能力。 图像需要自动处理 - 这意味着需要将数据缩小到可管理的大小或转换为成品。 新观测站正在推动计算能力的发展,需要能够每天处理数百TB的设施。

由此产生的所有档案 - 所有可公开搜索的 - 将包含比典型的1 TB备份磁盘上存储的信息多100万倍的信息。

释放新科学

数据泛滥将使天文学变得比以往任何时候都更具协作性和开放性。 借助互联网档案, 和 ,公民现在可以参与科学研究。 例如,使用计算机程序 ,任何人都可以使用计算机的空闲时间来帮助搜索碰撞黑洞的引力波。

这对科学家来说也是一个激动人心的时刻。 像我这样的天文学家经常在时间尺度上研究物理现象,这远远超出典型的人类生命,实时观察它们是不会发生的。 像典型的星系合并这样的事件 - 听起来就像它 - 可能需要数亿年的时间。 我们所能捕捉到的只是一个快照,就像车祸视频中的一个静止帧。

GettyImages-72086592 欧洲航天局于2006年10月4日发布的图片展示了哈勃太空望远镜视野的一半。 “大数据”时代正在改变天文学家收集数据的方式。 法新社/盖蒂图片社

然而,有一些现象发生在较短的时间尺度上,仅需几十年,几年甚至几秒钟。 这就是科学家在新研究中发现数千个黑洞的方法。 这也是他们最近意识到,自从20世纪90年代首次发现以来,附近矮星系中心的X射线发射已经消失。 这些新发现表明,在数十年的档案数据中会发现更多。

在我自己的作品中,我使用哈勃档案制作高速等离子从黑洞中射出。 我使用了超过400张原始图像,跨越了13年, 制作了的 。 那部电影第一次显示了等离子体的扭转运动,表明该射流具有螺旋结构。

这种工作是唯一可行的,因为其他目的的其他观察者恰好捕捉到了我感兴趣的来源的图像,当我在幼儿园时。 随着天文图像变得越来越大,分辨率越来越高,敏感度越来越高,这种研究将成为常态。

, 物理学助理教授

本文最初发表于 。 阅读 。


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