L'astronomie dans le domaine temporel changera notre compréhension de l'espace

«C’est l’endroit idéal si vous faites de l’astronomie dans le domaine temporel», déclare Andrej Prša, astronome à l’Université de Villanova. Il fait référence à Hotwired 5, abréviation de la cinquième conférence annuelle Hotwiring the Transient Universe, qui se tient cette semaine à l’Université de Villanova. Des chercheurs du monde entier se réunissent dans un même lieu pour discuter des moyens de perfectionner l’étude des phénomènes célestes et astrophysiques transitoires.

Mais qu'est-ce que c'est que «l'astronomie dans le domaine temporel»? Et pourquoi devrions-nous nous en préoccuper?

Selon Prša, l’un des organisateurs de Hotwired, l’astronomie dans le domaine temporel consiste essentiellement à étudier tout ce qui, dans l’espace, est une variable temporelle. C’est un large éventail de choses, mais il pourrait s’agir de phénomènes périodiquement variables (et donc prévisibles), tels que des étoiles pulsantes ou des étoiles binaires éclipsantes; ou des choses qui sont sauvages et apparemment aléatoires, comme les binaires à rayons X, les sursauts gamma, les supernovae, les variables cataclysmiques, les ondes gravitationnelles, ou même le comportement et les mouvements d'objets proches de la Terre, tels que les astéroïdes.

En bref, l'astronomie dans le domaine temporel se rapporte efficacement à des recherches sur des sciences spatiales qui ne sont pas nécessairement statiques. "Chaque fois que vous souhaitez explorer la variabilité d'un objet en fonction du temps, c'est l'astronomie dans le domaine temporel."

Cela semble assez simple, à moins que vous ne compreniez l’une des plus grandes limites à l’étude de l’espace est liée au fait que nous n’avons pas tout à la vue de tous en même temps. Des télescopes du monde entier effectuent des relevés du ciel nocturne et tentent de capter un signal ou de collecter des données relatives à des événements très transitoires. Une étoile explose - et vous aurez peut-être l'occasion d'attraper l'explosion à sa plus vive lumière. Mais à moins que vous ne focalisiez votre objectif dans cette direction tout le temps, vous ne pourrez collecter qu'une quantité de données qui en dit peu sur le déroulement d’une supernova.

Hotwired a été fondée en 2007, lorsque l'on s'est rendu compte qu'il «existe de nombreux phénomènes transitoires dans le domaine temporel en astronomie, que nous ne sommes tout simplement pas en mesure de traiter comme une réponse rapide dans le temps», a déclaré Prša. Les nouvelles technologies permettent aux scientifiques de détecter les phénomènes susmentionnés au fur et à mesure qu'ils se produisent, mais ces instruments ne cesseront pas de mener des enquêtes de suivi et de collecter davantage de données - ils poursuivent simplement leur étude générale de l'espace.

«Pour remédier à cela, a-t-il déclaré, nous avons décidé que les spécialistes des questions transitoires et les responsables des observatoires du monde devraient se rassembler et commencer à discuter des possibilités d'introduire des télescopes robotiques et des systèmes rapides. systèmes de suivi afin de combler le vide que nous avons dans le suivi de ces phénomènes transitoires."

Neuf ans plus tard, Hotwired propose plus de 100 présentations et sessions auxquelles assistent des astronomes et des directeurs d’observatoires du monde entier. Hotwired de cette année se tient pour la première fois sur la côte Est.

L’astronomie dans le domaine temporel offre une solution à certains des problèmes les plus complexes de la galaxie. «Très souvent, nous ne savons même pas ce qui cause ces phénomènes», déclare Prša. Par exemple, les sursauts gamma et les ondes gravitationnelles constituent un bon modèle pour déterminer leur origine (telles que les fusions de système binaire de trou noir), mais nous ne sommes toujours pas sûrs du type de signaux qu’elles produisent sur le spectre électromagnétique et comment nous pouvons le faire. mieux les mesurer. Ces phénomènes produisent-ils des longueurs d'onde de couleur bleue? Ont-ils des émissions de signaux infrarouges? Personne ne sait encore.

Hotwired a pour objectif de développer des systèmes de réponse réduits de l’ordre de 15 minutes «à partir du moment où l’enquête détecte un des phénomènes transitoires jusqu’à ce que le réseau de suivi reçoive une note et puisse émettre une interruption de que l'instrument puisse immédiatement suivre ce qu'on appelle un «cas à profil scientifique élevé»… dans ce cas, nous avons la meilleure chance de savoir ce qui se passe »- même dans le cas de phénomènes très mystérieux et très transitoires.

Le meilleur exemple de la façon dont cela pourrait fonctionner est peut-être celui du mystère séculaire des ondes gravitationnelles, pour lequel deux détections sont maintenant confirmées, avec un autre en attente de détection. Mais comme les signaux que nous avons captés sont éphémères, il n’ya aucun moyen de placer ces données dans un contexte qui nous aide à les comprendre au-delà d’une vue unidimensionnelle, pour ainsi dire.

Trouver une contrepartie électromagnétique des ondes gravitationnelles nous permettrait de comprendre quand ces ondes risquent davantage d'être produites avec des signaux élevés et de mieux caractériser le type d'événements célestes qui les produisent.

Mais nous ne devrions pas faire de l’astronomie dans le domaine temporel en tant qu’explicateur d’ondes gravitationnelles. Bien sûr, c’est ce que Prša appelle «la chose la plus chaude du bloc» pour le domaine émergent, mais il existe probablement une multitude de phénomènes célestes que nous ignorons même qui pourraient bénéficier d’une explication du domaine temporel. Prenons notre compréhension fragile des sursauts gamma, ou interactions binaires entre étoiles, qui sont l’intérêt de Prša pour la recherche et qui pourraient être utiles à la compréhension de la formation planétaire dans des systèmes stellaires comme Alpha Centauri. «Nous voyons un éventail de sujets si divers», a déclaré Prša.

L’astrophysique a traditionnellement souffert en tant que communauté divisée, où des groupes ont tenté d’expliquer les mystères infinis de l’univers avec peu de consensus. Et si Hotwired réussit à unir des groupes disparates avec l’astronomie dans le domaine temporel, notre conception de ce que nous pensons de notre univers pourrait être à jamais dévouée aux idées qui changent le jeu de Prša.