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    Espere lo inesperado del boom del big data en radioastronomía

    Antenas del australiano SKA Pathfinder (ASKAP) en el Observatorio de Radioastronomía Murchison de CSIRO en Australia Occidental. Crédito:CSIRO, Autor proporcionado

    La radioastronomía está experimentando un gran impulso, con la nueva tecnología que recopila datos sobre los objetos de nuestro universo más rápido de lo que los astrónomos pueden analizar.

    Pero una vez que se analizan esos datos, podrían conducir a nuevos descubrimientos sorprendentes, como explico en mi reseña del estado de la radioastronomía, publicado hoy en Astronomía de la naturaleza .

    En los próximos años, veremos el universo bajo una luz muy diferente, y es probable que hagamos descubrimientos completamente inesperados.

    Los radiotelescopios ven el cielo usando ondas de radio y principalmente ven chorros de electrones que viajan a la velocidad de la luz. propulsado por agujeros negros supermasivos. Eso le da una vista muy diferente a la que vemos cuando observamos un cielo nocturno despejado usando luz visible, que ve principalmente la luz de las estrellas.

    Los agujeros negros solo se encontraron en la ciencia ficción antes de que los radioastrónomos los descubrieran en los quásares. Ahora parece que la mayoría de las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea, tienen un agujero negro supermasivo en su centro.

    De los primeros descubrimientos

    Las ondas de radio del espacio fueron detectadas por el estadounidense Karl Jansky en la década de 1930. Desde entonces, radiotelescopios, como el plato de 64 metros en Parkes, en Nueva Gales del Sur - aumentó el número de fuentes de radio conocidas en el cielo de una (en 1940) a unos cientos de miles.

    Luego, alrededor del cambio de milenio, Cuatro proyectos impulsados ​​por nuevas tecnologías aumentaron repentinamente el número de fuentes de radio conocidas de unos pocos cientos de miles a aproximadamente 2,5 millones. Fueron el Westerbork Northern Sky Survey (WENSS, Encuesta del cielo NRAO VLA (NVSS, Imágenes débiles del cielo de radio a veinte cm (FIRST y la encuesta del cielo Molonglo de la Universidad de Sydney (SUMSS en los Países Bajos, Estados Unidos y Australia.

    Durante casi las siguientes dos décadas no hubo un aumento significativo en este número, porque nadie podía mejorar significativamente lo que habían hecho esos cuatro proyectos.

    El gráfico muestra dos picos en el número de fuentes de radio detectadas en las principales encuestas a lo largo de los años. desde el nacimiento de la radioastronomía hasta las encuestas de próxima generación. Crédito:Ray Norris, Autor proporcionado

    Un grupo de nuevos telescopios en Australia, Los países bajos, los Estados Unidos, India y Sudáfrica están a punto de dar rienda suelta a nuevas tecnologías que generarán otro aumento en nuestro conocimiento del cielo de radio.

    Liderándolos, en términos de número de fuentes, es el proyecto Mapa Evolutivo del Universo (EMU) de Australia, funcionando con el nuevo telescopio A $ 188 millones Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) de CSIRO en Australia Occidental.

    Para ASKAP, la nueva tecnología es la revolucionaria alimentación de matriz en fase de CSIRO, lo que permite a ASKAP ver enormes áreas del cielo a la vez.

    Como resultado, La UEM por sí sola elevará el número de fuentes de radio a unos 70 millones, en comparación con los 2,5 millones de fuentes descubiertas hasta ahora por todos los radiotelescopios del mundo a lo largo de toda la historia de la radioastronomía.

    Un cambio en la radioastronomía

    Este enorme aumento en el conocimiento de la humanidad sobre el cielo radioeléctrico tiene varias consecuencias.

    Primero, esperamos responder algunas de las principales preguntas de la astrofísica, como comprender por qué los agujeros negros supermasivos parecen tan comunes en el universo, cómo eso regula el crecimiento y la evolución de las galaxias y cómo las galaxias se agrupan para formar cúmulos.

    Segundo, cambiará la forma en que hacemos radioastronomía. En este momento, si quiero saber cómo se ve una galaxia en longitudes de onda de radio, lo más probable es que tenga que ganar tiempo de forma competitiva en un radiotelescopio importante para estudiar mi galaxia.

    Pero pronto podré ir a la web y observar mi galaxia en los datos que ya recopiló EMU o uno de los otros megaproyectos. Por lo tanto, la mayor parte de la radioastronomía se realizará mediante una búsqueda en la web en lugar de una nueva observación. El papel de los principales radiotelescopios cambiará de encontrar nuevos objetos a estudiar objetos conocidos con exquisito detalle.

    La radioastronomía puede revelar más sobre los agujeros negros supermasivos que se encuentran típicamente en el corazón de muchas galaxias. Crédito:ESO / L. Calçada / Impresión de artistas, CC BY

    Tercera, cambiará la forma en que los astrónomos hacen su astronomía en otras longitudes de onda. En este momento, sólo se ha estudiado una pequeña minoría de galaxias en longitudes de onda de radio.

    De aquí en adelante, la mayoría de las galaxias estudiadas por el astrónomo promedio tendrán excelentes datos de radio. Esto agrega una nueva herramienta que se puede utilizar de forma rutinaria para descubrir la física de las galaxias, abriendo de par en par la ventana de la radio sobre el universo.

    Cuatro, tener volúmenes tan grandes de datos cambia la forma en que hacemos ciencia. Por ejemplo, si quiero entender cómo el campo gravitacional de las galaxias cercanas dobla la luz de las galaxias distantes, Actualmente encuentro el mejor ejemplo individual que puedo, y pasar noche tras noche en el telescopio para estudiar el proceso en detalle.

    En el futuro, Podré correlacionar los millones de galaxias de fondo con los millones de galaxias de primer plano, utilizando datos descargados de la web para comprender el proceso con mayor detalle.

    Quinto, y probablemente lo más importante, la historia nos dice que cuando observamos el universo de una manera nueva, tendemos a tropezar con nuevos objetos o nuevos fenómenos que ni siquiera sospechábamos que estuvieran allí. Púlsares, cuásares, La energía oscura y la materia oscura se encontraron todas de esta manera.

    Nuevos descubrimientos

    Entonces, ¿qué podemos esperar que descubran estos nuevos proyectos de radio? No tenemos idea pero la historia nos dice que es casi seguro que traerán algunas sorpresas importantes.

    Hacer estos nuevos descubrimientos puede que no sea tan sencillo. Atrás quedaron los días en que los astrónomos podían notar algo extraño mientras navegaban por sus tablas y gráficos.

    Hoy en día, Es más probable que los astrónomos destilen sus respuestas de consultas cuidadosamente formuladas a bases de datos que contienen petabytes de datos. Los cerebros humanos simplemente no están a la altura de la tarea de hacer descubrimientos inesperados en estas circunstancias, y en su lugar, necesitaremos desarrollar "máquinas de aprendizaje" que nos ayuden a descubrir lo inesperado

    Con las herramientas adecuadas y una visión detallada, quién sabe lo que podríamos encontrar.


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