במובנים מסוימים, תחום האסטרונומיה השתנה במהירות. אנו מצלמים תמונות ונראה כיצד הם השתנו. אנו מפרקים אור לצבעים השונים שלו, ומחפשים פליטה וקליטה. העובדה שאנחנו יכולים לעשות זאת מהר יותר ולמרחקים נוספים, חוללה מהפכה בהבנתנו, אך לא במתודולוגיה הבסיסית.
אך לאחרונה התחום השתנה. ימי האסטרונום הבודד בעינית כבר חלפו. נתונים נלקחים מהר יותר מכפי שניתן לעבד אותם, לאחסן אותם בדרכים נגישות, וצוותים בינלאומיים מאסטרונומים מאסיביים עובדים יחד. בכנס האסטרונומים הבינלאומי האחרון שנערך בריו דה ז'ניירו, דן האסטרונום ריי נוריס מארגון המחקר המדעי והתעשייתי של חבר העמים של אוסטרליה (CSIRO) על שינויים אלה, עד כמה רחוק הם יכולים ללכת, מה אנו עשויים ללמוד ומה אנו עלולים להפסיד.
מצפים
אחת הדרכים שהאסטרונומים שינו זה מכבר את האזור היא על ידי איסוף אור נוסף, ומאפשר להם להציץ עמוק יותר בחלל. זה דרש טלסקופים עם כוח איסוף אור גדול יותר ובהמשך, בקטרים גדולים יותר. טלסקופים גדולים יותר אלה מציעים גם את היתרון של רזולוציה משופרת כך שהיתרונות ברורים. ככאלה, לטלסקופים בשלבי התכנון שמות המעידים על גדלים אדירים. הטלסקופ Over Over Whelmingly Large "(ESL) של ה- ESO," המערך הגדול ביותר "(ELA) ו-" Array Kilometres Array "(SKA) - כולם טלסקופים מאסיביים שעולים מיליארדי דולרים ועוסקים במשאבים של מדינות רבות.
אבל ככל שהגדלים מתרבים, כך גם העלות. כבר עכשיו, מצפה הכוכבים מתאמץ תקציבים, במיוחד בעקבות מיתון עולמי. נוריס קובע כי "לבנות טלסקופים גדולים עוד יותר תוך עשרים שנה יעלה חלק ניכר מהעושר של האומה, ולא סביר ששום מדינה, או קבוצת עמים, תציב עדיפות גבוהה מספיק לאסטרונומיה כדי לממן מכשיר כזה. אז אסטרונומיה עשויה להגיע לגודל המרבי של הטלסקופ שניתן לבנות באופן סביר. "
לפיכך, במקום הקיבעון על כוח איסוף אור ורזולוציה, נוריס מציע כי אסטרונומים יצטרכו לחקור אזורים חדשים של גילוי פוטנציאלי. מבחינה היסטורית, גילויים גדולים נעשו באופן זה. גילוי פרצי גמא-ריי התרחש כאשר המשטר התצפיתי שלנו הורחב לטווח האנרגיה הגבוה. עם זאת, הטווח הספקטרלי מכוסה היטב נכון לעכשיו, אך לתחומים אחרים יש עדיין פוטנציאל גדול לחקירה. לדוגמה, עם פיתוח CCDs, זמן החשיפה לתמונות קוצר והתגלו מחלקות חדשות של כוכבים משתנים. חשיפות משך זמן קצר יותר יצרו את תחום האסטרוזיסולוגיה. עם ההתקדמות בטכנולוגיית הגלאים ניתן היה להרחיק את הגבול התחתון הזה עוד יותר. בצד השני, מלאי התמונות לאורך תקופות ארוכות יכול לאפשר לאסטרונומים לחקור את ההיסטוריה של עצמים בודדים בפירוט רב מתמיד.
גישה למידע
בשנים האחרונות, רבים מהשינויים הללו נדחקו קדימה על ידי תוכניות סקר גדולות כמו סקר All Micron All Sky (2MASS) וסקר All Sky Automated Survey (ASAS) (רק כדי לקרוא לשניים מהסקרים הגדולים בהיקף גדול). עם מאגרים גדולים אלה של נתונים שנאספו מראש, אסטרונומים מסוגלים לגשת לנתונים אסטרונומיים בדרך חדשה. במקום להציע זמן טלסקופ ואז לקוות שהפרויקט שלהם יאושר, האסטרונומים מקבלים גישה מוגברת ובלתי מוגבלת לנתונים. נוריס מציע כי אם מגמה זו תימשך, הדור הבא של האסטרונומים עשוי לעשות כמויות אדירות של עבודה מבלי אפילו לבקר ישירות במצפה הכוכבים או לתכנן מסלול תצפית. במקום זאת, נתונים יימחקו ממקורות כמו המצפה הוירטואלי.
כמובן, עדיין יהיה צורך בנתונים עמוקים ומיוחדים יותר. מהבחינה הזו המצפים הגופניים עדיין יראו שימוש. כבר עכשיו, חלק גדול מהנתונים שנלקחו אפילו מריצות צפייה ממוקדות הופכים אותם לרשות הרבים האסטרונומית. בעוד שהצוותים המעצבים פרויקטים עדיין מקבלים נתונים ראשונים, מצפי כוכבים רבים משחררים את הנתונים לשימוש חופשי לאחר זמן קצוב. במקרים רבים הדבר הוביל לכך שצוות אחר אסף את הנתונים וגילה משהו שהצוות המקורי החמיץ. כדברי נוריס, "גילוי אסטרונומי רב מתרחש לאחר שהנתונים משוחררים לקבוצות אחרות, המסוגלות להוסיף ערך לנתונים על ידי שילובם עם נתונים, דגמים או רעיונות שאולי לא היו נגישים למעצבי הכלי."
ככזה, נלסון ממליץ לעודד אסטרונומים לתרום נתונים בדרך זו. לעתים קרובות קריירת מחקר בנויה על מספר פרסומים. עם זאת, זה מסתכן להעניש את מי שמבלה כמויות גדולות של זמן על פרויקט יחיד שמייצר רק מעט פרסום. במקום זאת, נלסון מציע למערכת שבאמצעותה אסטרונומים גם יזכו להכרה בכמות הנתונים שהם עזרו לשחרר לקהילה מכיוון שהדבר גם מגביר את הידע הקולקטיבי.
עיבוד נתונים
מכיוון שיש מגמה ברורה לקיחת נתונים אוטומטית, זה די טבעי שחלק מעיבוד הנתונים הראשוני יכול להיות גם כן. לפני שהתמונות מתאימות למחקר אסטרונומי, יש לנקות את התמונות לרעש ולכייל. טכניקות רבות דורשות עיבוד נוסף שלעיתים מייגע. אני עצמי חוויתי זאת כהתמחות קיץ של עשרה שבועות שהשתתפתי בהן, והיה כרוך במשימה החוזרת על עצמה של התאמת פרופילים לפונקציה הפיזית של הכוכבים לעשרות תמונות, ואז לדחות ידנית כוכבים שהיו פגומים בדרך כלשהי (כמו למשל להיות קרוב מדי לקצה המסגרת וקצוץ חלקית).
למרות שלעתים קרובות מדובר בחוויה בעלת ערך שמלמדת את האסטרונומים המתהווים את ההנמקה מאחורי תהליכים, ניתן בהחלט לזרז אותה באמצעות שגרות אוטומטיות. אכן, טכניקות רבות שאסטרונומים משתמשים בהן למשימות אלה הן כאלו שלמדו בשלב מוקדם של הקריירה שלהן ויכולות להיות מיושנות. מכיוון שכך, ניתן לתכנת שגרות עיבוד אוטומטיות כך שתשתמשו בשיטות העבודה המומלצות הנוכחיות כדי לאפשר את הנתונים הטובים ביותר.
אולם שיטה זו אינה חסרת סכנות משלה. במקרה כזה יתכן ויועברו תגליות חדשות. תוצאות חריגות באופן משמעותי עשויות להתפרש על ידי אלגוריתם כפגום במכשור או כשביתת קרני גאמא ויידחות במקום שיזוהו כאירוע חדש שמצדיק שיקול נוסף. בנוסף, טכניקות עיבוד תמונה עדיין יכולות להכיל חפצים מהטכניקות עצמן. אם אסטרונומים אינם מכירים לפחות את הטכניקות ואת המלכודות שלהם, הם עשויים לפרש תוצאות מלאכותיות כתגלית.
כריית מידע
עם העלייה העצומה בנתונים שנוצרים, אסטרונומים יזדקקו לכלים חדשים כדי לחקור אותם. כבר נעשו מאמצים לתייג נתונים עם מזהים מתאימים עם תוכניות כמו גלקסי גן החיות. לאחר מעובדים ומיון של נתונים כאלה, אסטרונומים יוכלו במהירות להשוות בין אובייקטים מעניינים במחשבים שלהם בעוד שתוכנן צפיות קודם לכן. כפי שמסביר נוריס, "המומחיות העומדת כעת בתכנון תצפית יוקדשה במקום זאת לתכנון הפעלה למאגרי המידע." במהלך לימודי הלימודים לתואר הראשון (שהסתיים ב -2008, עד כה עד כה), מגדלי האסטרונומיה נדרשו רק לעבור קורס בודד בתכנות מחשבים. אם תחזיותיו של נוריס נכונות, הקורסים שסטודנטים כמוני עשו בטכניקות תצפית (שעדיין הכילו עבודות שעסקו בצילומי סרטים), ככל הנראה יוחלפו יותר בתכנות ובניהול נתונים.
לאחר התארגנות, אסטרונומים יוכלו להשוות במהירות אוכלוסיות של חפצים בקשקשים שמעולם לא נראו קודם. בנוסף, על ידי גישה קלה לתצפיות ממשטרי אורך גל מרובים הם יוכלו לקבל הבנה מקיפה יותר של אובייקטים. נכון לעכשיו, אסטרונומים נוטים להתרכז בטווח ספקטרום אחד או שניים. אבל עם גישה לנתונים רבים כל כך הרבה יותר, זה יאלץ את האסטרונומים לגוון הלאה או לעבוד בשיתוף פעולה.
מסקנות
עם כל פוטנציאל הקידום, נוריס מסיק שאולי אנו נכנסים לתור הזהב החדש של האסטרונומיה. תגליות יגיעו מהר מתמיד מאז הנתונים זמינים כל כך. הוא משער כי מועמדי דוקטורט יעשו מחקר חדשני זמן קצר לאחר תחילת התוכניות שלהם. אני שואל מדוע לא יעשו כן סטודנטים מתקדמים והדיוטות מושכלים.
עם זאת, עבור כל האפשרויות, הגישה הקלה לנתונים תמשוך גם את Crapots. כבר עכשיו, הונאות לא מוכשרות משחזקות כתבי עת המחפשים הצעות מחיר לשלי. כמה יהיה גרוע יותר כאשר הם יכולים להצביע על חומר המקור והניתוח המוזר שלהם כדי להצדיק את השטויות שלהם? כדי להילחם בזה, אסטרונומים (כמו כל המדענים) יצטרכו לשפר את תוכניות ההגעה הציבורית שלהם ולהכין את הציבור לקראת התגליות שיגיעו.
