Ez év elején a csillagászok lenyűgöző megállapításra csaptak: Fekete lyukak ezrei valószínűleg léteznek galaxisunk központja közelében.
A röntgenfelvételek, amelyek lehetővé tették ezt a felfedezést, nem valami korszerű új távcsőből származtak. A közelmúltban sem vették őket fel - az adatok egy részét majdnem 20 évvel ezelőtt gyűjtötték össze.
Nem, a kutatók felfedezték a fekete lyukakat, a régi, hosszú archivált adatok átkutatásával.
Az ilyen felfedezések csak egyre gyakoribbá válnak, mivel a „nagy adatok” korszaka megváltoztatja a tudomány megvalósításának módját. A csillagászok minden nap exponenciálisan nagyobb mennyiségű adatot gyűjtnek - annyira, hogy évekbe telik az összes, az archívumokba eltemetett rejtett jel feltárása.
**********
Hatvan évvel ezelőtt a tipikus csillagász nagyrészt egyedül vagy egy kis csapatban dolgozott. Valószínűleg hozzáférésük volt egy megfelelő méretű, földi optikai távcsőhöz otthoni intézményüknél.
Megfigyeléseik nagyrészt az optikai hullámhosszokra korlátozódtak - többé-kevésbé, amit a szem lát. Ez azt jelentette, hogy hiányoztak olyan asztrofizikai forrásokból származó jelek, amelyek nem nagyon látható sugárzást bocsáthatnak ki a nagyon alacsony frekvenciájú rádiótól egészen a nagy energiájú gammasugarakig. Leginkább, ha csillagászatot akarta tenni, akkor akadémikus vagy excentrikusan gazdag embernek kellett lennie, aki hozzáférhet egy jó távcsőhöz.
A régi adatokat fotólemezek vagy közzétett katalógusok formájában tárolták. De más obszervatóriumok archívumaihoz való hozzáférés nehéz lehet - és az amatőr csillagászok számára gyakorlatilag lehetetlen.
Ma vannak olyan obszervatóriumok, amelyek lefedik a teljes elektromágneses spektrumot. Ezeket a legmodernebb megfigyelőközpontokat, amelyeket már nem működtetik egyetlen intézmény, általában az űrügynökségek indítják, és gyakran sok ország bevonásával történnek.
A digitális korszak eljövetelével szinte az összes adat röviddel a megszerzés után nyilvánosan hozzáférhető. Ez a csillagászatot nagyon demokratikusvá teszi - bárki, aki akarja, újra szinte bármilyen adatkészletet újra elemzhet, amely a híreket tartalmazza. (Te is megnézheted a Chandra adatait, amelyek ezer fekete lyuk felfedezéséhez vezettek!)
Hubble űrteleszkóp (NASA) Ezek a megfigyelőközpontok meglepően nagy mennyiségű adatot generálnak. Például az 1990 óta működő Hubble Űrtávcső több mint 1, 3 millió megfigyelést végzett és hetente körülbelül 20 GB-os nyers adatokat továbbít, ami lenyűgöző az első, az 1970-es években tervezett távcső számára. A chilei Atacama nagy milliméter tömb most arra számít, hogy minden nap 2 TB-t fog hozzáadni archívumaihoz.
**********
A csillagászati adatok archívumai már most is látványosan nagyok. De a dolgok robbant fel.
A csillagvizsgálók minden generációja legalább tízszer érzékenyebb, mint az előző, akár a továbbfejlesztett technológia, akár azért, mert a küldetés egyszerűen nagyobb. Attól függően, hogy mennyi ideig tart egy új misszió, százszor több csillagászati forrást képes felfedezni, mint a korábbi missziók ezen a hullámhosszon.
Hasonlítsa össze például a korai EGRET gammasugár-megfigyelő intézetet, amely az 1990-es években repült fel, a NASA Fermi zászlóshajó-missziójával, amely idén tízéves lett. Az EGRET csak körülbelül 190 gammasugár-forrást észlelt az égen. Fermi több mint 5000-et látott.
A Chilében jelenleg fejlesztés alatt álló optikai távcső, a nagy szinoptikus felmérésű teleszkóp néhány éjszaka néhány képet mutat az egész égboltról. Olyan érzékeny lesz, hogy éjszakánként 10 millió riasztást generál új vagy átmeneti forrásokból, és 10 év elteltével 15 petabájtot tartalmazó katalógust eredményez.
A négyzetkilométer-sorozat, amikor 2020-ban elkészül, a világ legérzékenyebb távcsője lesz, amely képes lesz idegen civilizációk repülőtéri radarállomásainak érzékelésére akár 50 fényév távolságra is. Csak egy éves tevékenység során több adatot generál, mint a teljes internet.
Ezek az ambiciózus projektek tesztelik a tudósok adatkezelési képességét. A képeket automatikusan kell feldolgozni - azaz az adatokat kezelhető méretre kell csökkenteni, vagy késztermékké kell alakítani. Az új obszervatóriumok nyomást gyakorolnak a számítási teljesítmény borítékára, olyan létesítményekre van szükség, amelyek naponta több száz terabyte-ot tudnak feldolgozni.
A kapott archívumok - mind nyilvánosan kereshetők - egymilliószor több információt tartalmaznak, mint amit a tipikus 1 TB-os biztonsági mentési lemezen lehet tárolni.
**********
Az adathasználat miatt a csillagászat minden eddiginél inkább együttműködő és nyitott tudományá válik. Az internetes archívumoknak, az erős tanulási közösségeknek és az új tájékoztatási kezdeményezéseknek köszönhetően a polgárok most részt vehetnek a tudományban. Például, az számítógépes programmal bárki felhasználhatja számítógépének tétlen idejét a gravitációs hullámok keresésére az ütköző fekete lyukaktól.
Izgalmas idő a tudósok számára is. A csillagászok, mint én, gyakran a fizikai jelenségeket olyan időkereten tanulmányozzák, ami olyan tipikusan meghaladja a tipikus emberi életet, hogy nem valós időben figyeljük őket. Az olyan események, mint egy tipikus galaxis-fúzió - pontosan ez az, aminek hangzik - több millió millió évig tarthat. Csak egy pillanatfelvételt készíthetünk, mint egy állóképet egy autóbaleset videójából.
Vannak azonban olyan jelenségek, amelyek rövidebb időtartamon fordulnak elő, mindössze néhány évtized, év vagy akár másodperc alatt. Így fedezték fel a tudósok a több ezer fekete lyukat az új tanulmányban. Az is, hogy nemrégiben rájöttek, hogy a közeli törpe galaxis központjának röntgenkibocsátása elhalványul, az 1990-es évek első észlelése óta. Ezek az új felfedezések azt sugallják, hogy többet találnak majd az évtizedekig tartó levéltári adatokban.
Fekete lyukas meghajtású forró gázsugarat az M87 óriási elliptikus galaxisban. (NASA, ESA, Meyer E., W. Sparks, J. Biretta, J. Anderson, ST Sohn és R. van der Marel (STScI), C. Norman (a Johns Hopkins Egyetem) és M. Nakamura (Academia Sinica) )) Saját munkámban a Hubble archívummal filmeket készítek „fúvókákból”, nagysebességű plazmából, amelyet fekete lyukakból sugárzott ki. Több mint 400 nyers képet használtam 13 éven át, hogy filmet készítsek a sugárhajtóműről a közeli M87 galaxisban. Ez a film először mutatta meg a plazma csavaró mozgásait, jelezve, hogy a sugárhajtómű spirális szerkezetű.
Ez a fajta munka csak azért volt lehetséges, mert más megfigyelők, más célokra, éppen óvodáskor készültek fel az érdeklő forrás képeire. Ahogy a csillagászati képek nagyobbra, nagyobb felbontásra és egyre érzékenyebbé válnak, ez a fajta kutatás normává válik.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Eileen Meyer, a fizikai asszisztens professzora, Marylandi Egyetem, Baltimore megye
