У деяких аспектах галузь астрономії швидко змінюється. Ми робимо зображення, дивимось, як вони змінилися. Ми розбиваємо світло на різні кольори, шукаючи випромінювання та поглинання. Той факт, що ми можемо це зробити швидше і на відстані, змінив наше розуміння, але не основну методологію.
Але останнім часом поле почало змінюватися. Дні самотнього астронома біля окуляра вже минули. Дані беруться швидше, ніж їх можна обробити, зберігати легкодоступними способами, а величезні міжнародні команди астрономів працюють разом. На нещодавній Міжнародній нараді астрономів у Ріо-де-Жанейро астроном Рей Норіс з Австралійської наукової та промислової дослідницької організації (CSIRO) обговорив ці зміни, наскільки далеко вони можуть піти, чого ми можемо навчитися і що ми можемо втратити.
Обсерваторії
Один із способів астрономів давно змінив поле - це збирати більше світла, дозволяючи їм зазирнути глибше в космос. Для цього потрібні телескопи з більшою потужністю збору світла, а згодом і більшими діаметрами. Ці великі телескопи також пропонують перевагу вдосконаленої роздільної здатності, тому переваги зрозумілі. Таким чином, телескопи на етапах планування мають назви, що вказують на величезні розміри. ESO "Над великим телескопом" (OWL), "Надзвичайно великий масив" (ELA) та "Квадратний кілометровий масив" (SKA) - все це масивні телескопи, що коштують мільярди доларів і залучають ресурси багатьох країн.
Але як розміри виліють, так і вартість. Вже обсерваторії напружують бюджети, особливо в умовах глобальної рецесії. Норіс заявляє: "Побудувати ще більші телескопи за двадцять років коштуватиме значна частка багатства нації, і навряд чи будь-яка нація чи група націй встановлять достатньо високий пріоритет в астрономії для фінансування такого інструменту. Тож астрономія може досягати максимального розміру телескопа, який розумно можна побудувати ».
Таким чином, замість фіксації потужності та дозвілу світла, Норріс припускає, що астрономам потрібно буде досліджувати нові області потенційного відкриття. Історично великі відкриття були зроблені таким чином. Відкриття вибухів Гамма-Рея відбулося, коли наш режим спостереження був розширений у високоенергетичний діапазон. Однак спектральний діапазон в даний час досить добре охоплений, але інші області все ще мають великий потенціал для дослідження. Наприклад, у міру розробки ПЗЗ час експозиції зображень скорочувались та були відкриті нові класи змінних зірок. Ще коротша тривалість експозиції створила поле астеросейсмології. З розвитком детекторних технологій ця нижня межа може бути просунута ще більше. З іншого боку, накопичення зображень протягом тривалого часу може дозволити астрономам більш детально досліджувати історію окремих об'єктів, ніж будь-коли раніше.
Доступ до даних
Останніми роками багато з цих змін були висунуті великими програмами опитування, такими як 2 Мікронне обстеження всього неба (2MASS) та Автоматичне обстеження всього неба (ASAS) (тільки щоб назвати два з численних масштабних обстежень). Завдяки цим великим сховищам попередньо зібраних даних астрономи мають можливість отримати доступ до астрономічних даних по-новому. Замість того, щоб пропонувати час телескопа, а потім сподіватися, що їх проект буде затверджений, астрономи мають збільшений і безперешкодний доступ до даних. Норіс пропонує, якщо ця тенденція продовжиться, наступне покоління астрономів може виконати величезний обсяг роботи, навіть не відвідуючи безпосередньо обсерваторію та не плануючи проведення спостереження. Натомість дані будуть зібрані з таких джерел, як Віртуальна обсерваторія.
Звичайно, все ж буде потреба у більш глибоких та спеціалізованих даних. У цьому відношенні фізичні обсерваторії все ще будуть використовувати. Вже зараз велика частина даних, взяті навіть від цільових спостережень, перетворює їх на астрономічне суспільне надбання. Хоча команди, які розробляють проекти, все ще отримують перші дані, багато обсерваторії передають дані у вільне використання після відведеного часу. У багатьох випадках це призвело до того, що інша команда зібрала дані та виявила те, що первісна команда пропустила. Як стверджує Норріс, "значно астрономічне відкриття відбувається після того, як дані будуть передані іншим групам, які можуть додати цінність даним, поєднуючи їх з даними, моделями чи ідеями, які, можливо, не були доступні для конструкторів приладів".
Таким чином, Нельсон рекомендує заохочувати астрономів надавати дані таким чином. Часто дослідницька кар’єра будується на кількості публікацій. Однак це ризикує покарати тих, хто витрачає велику кількість часу на один проект, який видає лише невелику кількість публікацій. Натомість Нельсон пропонує систему, за якою астрономи також отримували б визнання за кількістю даних, які вони допомогли випустити у спільноту, оскільки це також збільшує колективні знання.
Обробка даних
Оскільки існує чітка тенденція до автоматизованого взяття даних, цілком природно, що значна частина початкової обробки даних також може бути. Перш ніж зображення підходять для астрономічних досліджень, їх слід очистити від шуму та відкалібрувати. Багато методів вимагають подальшої обробки, яка часто є виснажливою. Я сам пережив це протягом майже десятитижневого літнього стажування, в якому я відвідував, включав повторюване завдання пристосування профілів до функції розподілу точок зірок на десятки зображень, а потім вручну відхилення зірок, які були дефектами (наприклад, перебуваючи занадто біля краю рамки і частково рубаючись).
Хоча це часто є цінним досвідом, який навчає починаючих астрономів міркувати про процеси, але це, безумовно, може бути пришвидшене автоматизованими процедурами. Дійсно, багато методик, які астрономи використовують для цих завдань, - це ті, які вони засвоїли на початку своєї кар’єри, і цілком можуть застаріти. Таким чином, автоматизовані процедури обробки можуть бути запрограмовані на використання поточних найкращих практик, щоб забезпечити найкращі можливі дані.
Але цей метод не позбавлений власних небезпек. У такому випадку можуть бути передані нові відкриття. Значно незвичні результати можуть бути інтерпретовані алгоритмом як недолік у приладобудуванні чи ударі гамма-променів і відхилені, а не ідентифіковані як нова подія, яка вимагає подальшого розгляду. Крім того, методи обробки зображень все ще можуть містити артефакти від самих методів. Якщо астрономи не будуть дещо знайомі з технікою та їхніми підводними каменями, вони можуть трактувати штучні результати як відкриття.
Видобуток даних
З величезним збільшенням даних, що формуються, астрономам знадобляться нові інструменти для їх дослідження. Вже зараз докладаються зусилля для тегів даних за допомогою відповідних ідентифікаторів за допомогою таких програм, як Galaxy Zoo. Після обробки та сортування таких даних астрономи швидко зможуть порівняти об'єкти, що цікавлять їх комп’ютери, тоді як попереднє спостереження було б заплановано. Як пояснює Норріс, "експертиза, яка зараз переходить до планування спостереження, буде замість цього присвячена плануванню набігу в бази даних". Під час моєї студентської курсової роботи (до кінця 2008 року, до цих пір останніх років) спеціалістам з астрономії потрібно було пройти єдиний курс комп'ютерного програмування. Якщо прогнози Норріса вірні, студенти, як я, взяли курси спостереження (які все ще містили деякі роботи, пов’язані з фотографією з фільму), швидше за все, будуть замінені на більше програмування, а також адміністрування баз даних.
Організувавшись, астрономи зможуть швидко порівняти популяції об’єктів у масштабах, яких ніколи не бачили. Крім того, завдяки легкому доступу до спостережень з різних режимів довжини хвилі вони зможуть отримати більш всебічне розуміння об'єктів. В даний час астрономи мають тенденцію концентруватися в одному або двох діапазонах спектрів. Але, маючи доступ до набагато більшої кількості даних, це змусить астрономів диверсифікуватись далі або працювати спільно.
Висновки
Маючи весь потенціал для просування, Норріс робить висновок, що ми можемо вступати в новий Золотий вік астрономії. Відкриття прийдуть швидше, ніж коли-небудь, оскільки дані так легко доступні. Він припускає, що кандидати кандидатських наук будуть проводити передові дослідження незабаром після початку програми. Я сумніваюся, чому випускники магістерських студій та інформовані миряни також не будуть.
Але за всіма можливостями, легкий доступ до даних також приверне тріщини. Вже зараз некомпетентні шахрайства роять журнали, які шукають котирування. Наскільки гірше буде, коли вони зможуть вказати на вихідний матеріал та їх химерний аналіз, щоб виправдати свою нісенітницю? Для боротьби з цим астрономам (як і всім вченим) потрібно буде покращити свої програми громадської роботи та підготувати громадськість до відкриттів.
