Astronomía en el dominio del tiempo

La astronomía de dominio temporal estudia cómo cambian los objetos astronómicos con el tiempo. Se dice que comenzó con las Cartas sobre las manchas solares de Galileo , y ahora este campo se ha expandido naturalmente para abarcar objetos variables más allá del Sistema Solar . La variación temporal puede originarse por el movimiento de la fuente o por cambios en el objeto mismo. Los objetivos comunes incluyen novas , supernovas , estrellas pulsantes , estrellas fulgurantes , blázares y núcleos galácticos activos . Los estudios ópticos de dominio temporal incluyen OGLE , HAT-South , PanSTARRS , SkyMapper , ASAS , WASP , CRTS , GOTO y el LSST en el Observatorio Vera C. Rubin .

La astronomía de dominio temporal estudia los eventos astronómicos transitorios (" transitorios "), que incluyen varios tipos de estrellas variables, incluidas las periódicas , cuasiperiódicas , las de alto movimiento propio y los eventos del ciclo de vida ( supernovas , kilonovas ) u otros cambios en el comportamiento o el tipo. Los transitorios no estelares incluyen asteroides , tránsitos planetarios y cometas .

Los transitorios caracterizan objetos o fenómenos astronómicos cuya duración puede variar desde milisegundos hasta días, semanas o incluso varios años. Esto contrasta con la escala temporal de millones o miles de millones de años durante la cual las galaxias y sus estrellas componentes en el universo han evolucionado. El término se utiliza para eventos violentos del espacio profundo , como supernovas , novas , erupciones de novas enanas , estallidos de rayos gamma y eventos de disrupción de marea , así como microlentes gravitacionales . ^{[ 1 ]}

La astronomía en el dominio del tiempo también implica estudios a largo plazo de estrellas variables y sus cambios en escalas de tiempo que van desde minutos hasta décadas. La variabilidad estudiada puede ser intrínseca , incluyendo estrellas pulsantes periódicas o semirregulares , objetos estelares jóvenes , estrellas con erupciones , estudios de astrosismología ; o extrínseca , que resulta de eclipses (en estrellas binarias , tránsitos planetarios ), rotación estelar (en púlsares , estrellas con manchas ) o eventos de microlente gravitacional .

Los estudios astronómicos modernos en el dominio del tiempo suelen utilizar telescopios robóticos , clasificación automática de eventos transitorios y notificación rápida a las personas interesadas. Los comparadores de parpadeo se han utilizado durante mucho tiempo para detectar diferencias entre dos placas fotográficas, y la sustracción de imágenes se hizo más común cuando la fotografía digital facilitó la normalización de pares de imágenes. ^{[ 2 ]} Debido a los amplios campos de visión requeridos, el trabajo en el dominio del tiempo implica almacenar y transferir una enorme cantidad de datos. Esto incluye técnicas de minería de datos , clasificación y el manejo de datos heterogéneos. ^{[ 3 ]}

La importancia de la astronomía de dominio temporal fue reconocida en 2018 por la Sociedad Astronómica Alemana al otorgar la Medalla Karl Schwarzschild a Andrzej Udalski por su "contribución pionera al crecimiento de un nuevo campo de investigación astrofísica, la astronomía de dominio temporal , que estudia la variabilidad del brillo y otros parámetros de los objetos en el universo en diferentes escalas de tiempo". ^{[ 4 ]} Asimismo, el Premio Dan David 2017 fue otorgado a los tres investigadores líderes en el campo de la astronomía de dominio temporal: Neil Gehrels ( Misión Swift de estallidos de rayos gamma ), ^{[ 5 ]} Shrinivas Kulkarni ( Fábrica transitoria de Palomar ), ^{[ 6 ]} Andrzej Udalski ( Experimento de lente gravitacional óptica ). ^{[ 7 ]}

Antes de la invención de los telescopios , los eventos transitorios visibles a simple vista , desde dentro o cerca de la Vía Láctea , eran muy raros y a veces ocurrían con cientos de años de diferencia. Sin embargo, tales eventos se registraron en la antigüedad, como la supernova de 1054 observada por astrónomos chinos, japoneses y árabes, y el evento de 1572 conocido como la " Supernova de Tycho " en honor a Tycho Brahe , quien la estudió hasta que se desvaneció después de dos años. ^{[ 8 ]} Si bien los telescopios permitieron ver eventos más distantes, sus pequeños campos de visión —generalmente menos de 1 grado cuadrado— significaban que las posibilidades de mirar en el lugar correcto en el momento preciso eran bajas. Las cámaras Schmidt y otros astrógrafos de amplio campo se inventaron en el siglo XX, pero se usaron principalmente para observar los cielos inmutables.

Históricamente, la astronomía de dominio temporal ha llegado a incluir la aparición de cometas y el brillo variable de las estrellas variables de tipo cefeida . ^{[ 2 ]} Las antiguas placas astronómicas expuestas desde la década de 1880 hasta principios de la década de 1990, conservadas por el Observatorio del Harvard College, están siendo digitalizadas por el proyecto DASCH . ^{[ 9 ]}

El interés en los transitorios se intensificó cuando la comunidad astronómica comenzó a tener acceso a grandes detectores CCD . A medida que los telescopios con campos de visión y detectores más grandes comenzaron a utilizarse en la década de 1990, se iniciaron las primeras observaciones masivas y regulares, impulsadas por estudios de microlente gravitacional como el Experimento de Lente Gravitacional Óptica y el Proyecto MACHO . Estos esfuerzos, además del descubrimiento de los eventos de microlente en sí, dieron como resultado el descubrimiento de órdenes de magnitud más de estrellas variables conocidas por la humanidad. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Estudios posteriores del cielo dedicados, como la Fábrica de Transitorios de Palomar , la nave espacial Gaia y el LSST , se centraron en ampliar la cobertura de la monitorización del cielo a objetos más débiles, más filtros ópticos y mejores capacidades de medición de posición y movimientos propios. En 2022, el Observador Óptico de Transitorios de Ondas Gravitacionales (GOTO) comenzó a buscar colisiones entre estrellas de neutrones. ^{[ 12 ]}

La capacidad de los instrumentos modernos para observar en longitudes de onda invisibles para el ojo humano ( ondas de radio , infrarrojos , ultravioleta , rayos X ) aumenta la cantidad de información que se puede obtener al estudiar un fenómeno transitorio.

En radioastronomía, el LOFAR busca transitorios de radio. Los estudios de dominio temporal de radio han incluido desde hace tiempo púlsares y centelleo. Los proyectos para buscar transitorios en rayos X y rayos gamma incluyen Cherenkov Telescope Array , eROSITA , AGILE , Fermi , HAWC , INTEGRAL , MAXI , Swift Gamma-Ray Burst Mission y Space Variable Objects Monitor . Los estallidos de rayos gamma son un transitorio electromagnético de alta energía bien conocido. ^{[ 13 ]} El satélite ULTRASAT propuesto observará un campo de más de 200 grados cuadrados de forma continua en una longitud de onda ultravioleta que es particularmente importante para detectar supernovas a los pocos minutos de su ocurrencia. El propuesto Argus Array actuaría como una contraparte más pequeña en el hemisferio norte del Observatorio Rubin, con un campo de 8000 grados cuadrados y un enfoque en transitorios, y formaría parte del futuro Sistema de Observatorios Eric Schmidt que incluye un conjunto de pequeñas antenas parabólicas similares al Square Kilometre Array , un conjunto de telescopios de diseño similar conectados por fibra a un espectrógrafo y un telescopio espacial de luz visible a escala del Hubble . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

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• Base de datos astronómica SIMBAD
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