Bizonyos tekintetben a csillagászat területe gyorsan változik. Képek készítünk, nézzük meg, hogyan változtak meg. A fényt különböző színeire bontjuk, sugárzásra és abszorpcióra keresve. Az a tény, hogy gyorsabban és távolabb is meg tudjuk csinálni, forradalmasította megértésünket, de nem az alapvető módszertant.
De a közelmúltban a terület megváltozott. A szemlencsén lévő magányos csillagász napjai már eltűntek. Az adatok gyorsabban kerülnek feldolgozásra, mint amennyit feldolgozni lehet, könnyen hozzáférhető módon tárolhatók, és hatalmas csillagászcsoportok működnek együtt. A nemrégiben Rio de Janeiróban tartott nemzetközi csillagászok találkozóján Ray Norris, az ausztrál Nemzetközösség Tudományos és Ipari Kutatási Szervezetének (CSIRO) csillagász megvitatta ezeket a változásokat, hogy milyen messzire menhetnek, mit tanulhatunk, és mit veszíthetünk.
obszervatóriumok
Az egyik módja annak, hogy a csillagászok régóta megváltoztatták a mezőt, az, hogy több fényt gyűjtöttek, lehetővé téve számukra, hogy mélyebbre térjenek az űrbe. Ehhez nagyobb fényszedési képességű teleszkópokra és később nagyobb átmérőre volt szükség. Ezek a nagyobb távcsövek a jobb felbontás előnyeit is kínálják, így az előnyök egyértelműek. Mint ilyen, a tervezés szakaszában lévő távcsöveknek hatalmas méretre utaló nevei vannak. Az ESO „Nagyon hatalmas távcső” (OWL), az „Rendkívül nagy tömb” (ELA) és a „Négyzetkilométeres tömb” (SKA) mindegyike hatalmas távcsövek, amelyek milliárd dollárt fizetnek és számos nemzet forrásait vonják be.
De mivel a méretek szárnyalnak, úgy a költségek is. Az obszervatóriumok már most is feszítik a költségvetést, különösen a globális recesszió nyomán. Norris kijelenti: „Még húsz év alatt még nagyobb távcsövek felépítése a nemzet vagyonának jelentős részét fogja költségezni, és valószínűtlen, hogy valamely nemzet vagy nemzetcsoport elegendő prioritást fog tulajdonítani a csillagászatra egy ilyen eszköz finanszírozásához. Tehát a csillagászat elérheti az ésszerűen építhető távcső maximális méretét. ”
Így a fénygyűjtő képesség és a felbontás rögzítése helyett Norris azt sugallja, hogy a csillagászoknak új potenciális felfedezésekkel kell felfedezniük a helyüket. Történelmileg a főbb felfedezéseket ilyen módon tették meg. A gamma-sugarakások felfedezése akkor történt, amikor megfigyelési rendszerünket kibővítettük a nagy energiatartományba. A spektrumtartomány azonban jelenleg elég jól lefedve van, de más területeken továbbra is nagy a feltárási potenciál. Például a CCD fejlesztésével a képek expozíciós ideje lerövidült, és a változó csillagok új osztályait fedezték fel. Még a rövidebb időtartamú expozíciók megteremtették az aszteroszemológia területét. A detektor-technológia fejlődésével ez az alsó határ tovább mozgatható. Másrészt a képek hosszú időn át történő tárolása lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy részletesebben feltárják az egyes tárgyak történetét, mint valaha.
Adat hozzáférés
Az utóbbi években ezeknek a változásoknak sok részét előmozdították a nagy felmérési programok, például a 2 mikronos All Sky Survey (2MASS) és az All Sky Automated Survey (ASAS) (csak a sok nagyszabású felmérés közül kettő megnevezése). Az előregyűjtött adatok ilyen nagy tárolóinak köszönhetően a csillagászok új módon férhetnek hozzá a csillagászati adatokhoz. Ahelyett, hogy javasolná a távcsövet, és azt remélné, hogy a projekt jóváhagyásra kerül, a csillagászok megnövekedett és korlátozhatatlanul férnek hozzá az adatokhoz. Norris azt javasolja, hogy ha ez a tendencia folytatódik, a csillagászok következő generációja hatalmas munkát végezzen anélkül, hogy közvetlenül megfigyelne egy obszervatóriumba, vagy megfigyelő futtatást tervezne. Ehelyett az adatokat olyan forrásokból gyűjtik, mint például a Virtuális Megfigyelő Intézet.
Természetesen továbbra is szükség lesz mélyebb és speciálisabb adatokra. Ebben a tekintetben a fizikai obszervatóriumok továbbra is hasznosak lesznek. Már a célzott megfigyelésekből származó adatok nagy része is csillagászati nyilvánosságra hozza azokat. Míg a projekteket tervező csapatok továbbra is elsődlegesen továbbítják az adatokat, sok obszervatórium egy megadott idő elteltével ingyenesen bocsátja ki az adatokat. Ez sok esetben ahhoz vezetett, hogy egy másik csapat összegyűjtötte az adatokat, és felfedezett valamit, amelyet az eredeti csapat hiányzott. Norris állítása szerint "sok csillagászati felfedezés történik az adatok más csoportokba való átadása után, akik képesek hozzáadott értéket adni az adatoknak olyan adatokkal, modellekkel vagy ötletekkel való kombinálásával, amelyek esetleg nem voltak elérhetők a műszerkészítők számára".
Mint ilyen, Nelson azt ajánlja, hogy ösztönözze a csillagászokat arra, hogy ilyen módon nyújtsák be az adatokat. A kutatói karrier gyakran számos publikációra épül. Ez azzal a kockázattal jár, hogy megbüntetik azokat, akik nagy időt töltenek egy olyan projekten, amely csak kevés publikációt eredményez. Nelson ehelyett egy olyan rendszert javasol, amellyel a csillagászok elismerést is nyernének az általuk felhasznált adatok mennyiségével, mivel ez növeli a kollektív ismereteket.
Adatfeldolgozás
Mivel egyértelmű tendencia figyelhető meg az automatikus adatgyűjtés felé, természetes, hogy a kezdeti adatfeldolgozás nagy része is megtörténhet. Mielőtt a képek csillagászati kutatásokra alkalmasak lennének, a képeket meg kell tisztítani a zajtól és kalibrálni kell. Sok technika további feldolgozást igényel, amely gyakran unalmas. Én magam is megtapasztaltam egy tízhetes nyári szakmai gyakorlaton, amelyen részt vettem annak ismétlődő feladatában, hogy tucatnyi képhez igazítsam a profilokat a csillagok pontszerű függvényéhez, majd manuálisan elutasítsam a hibákat (például a túlságosan közel a keret széléhez és részben levágva).
Noha ez gyakran értékes tapasztalat, amely megtanítja a kezdő csillagászokat a folyamatok érvelésére, ezt minden bizonnyal meg lehet gyorsítani automatizált rutinokkal. Valójában sok olyan módszert használnak, amelyeket az csillagászok használnak ezekhez a feladatokhoz, és azokat karrierjük elején megtanultak, és elavulttá válhatnak. Mint ilyen, az automatikus feldolgozási rutin programozható úgy, hogy a jelenlegi legjobb gyakorlatokat alkalmazza a lehető legjobb adatok biztosítása érdekében.
De ez a módszer nem jár saját veszélye nélkül. Ilyen esetben új felfedezések adhatók át. A szignifikánsan szokatlan eredményeket egy algoritmus úgy értelmezheti, mint a műszerek hibája vagy gamma-sugárzás, és elutasíthatja, ahelyett, hogy új eseményként azonosítaná, amely további mérlegelést igényel. Ezenkívül a képfeldolgozási technikák tartalmazhatnak még maguknak a technikáknak a tárgyait. Ha a csillagászok legalább valamelyest nem ismerik a technikákat és azok buktatóit, akkor a mesterséges eredményeket felfedezésként értelmezhetik.
Adatbányászat
Az adatok nagymértékű növekedése miatt a csillagászoknak új eszközökre lesz szükségük annak feltárásához. Már erőfeszítéseket tettek arra, hogy az adatokat megfelelő azonosítókkal megcímkézzék olyan programokkal, mint a Galaxy Zoo. Az ilyen adatok feldolgozása és rendezése után a csillagászok gyorsan képesek lesznek összehasonlítani a számítógépükön lévő érdekes tárgyakat, miközben a korábban megfigyelhető futtatásokat tervezik. Mint Norris elmagyarázza: "A megfigyelés megtervezéséhez szükséges szakértelem helyett az adatbázisokba történő behatolás megtervezésére fog fordulni." Az egyetemi kurzusok során (2008 végén, tehát még nemrégiben) a csillagászatban működő nagyvállalatoknak csak egy számítógépes programozási kurzust kellett elvégezniük. Ha Norris előrejelzései helyesek, akkor a nekem hasonló hallgatók megfigyelési technikákon (amelyek még tartalmaztak néhány filmfotózáshoz kapcsolódó munkát) részt vevő kurzusokat valószínűleg felváltják a további programozás és az adatbázis adminisztráció.
Miután megszervezték őket, a csillagászok gyorsan összehasonlíthatják a soha nem látott tárgyak populációit. Ezenkívül a több hullámhosszú rendszer megfigyeléseinek könnyű elérésével képesek lesznek az objektumok átfogóbb megértésére. Jelenleg a csillagászok általában egy vagy két spektrumtartományban koncentrálnak. De mivel ennél sokkal több adathoz fér hozzá, ez arra kényszeríti a csillagászokat, hogy tovább diverzifikálják vagy együttműködjenek együtt.
Következtetések
Az összes előrelépési potenciállal Norris arra a következtetésre jut, hogy a csillagászat új aranykorába lépünk. A felfedezések gyorsabban fognak jönni, mint valaha, mivel az adatok ilyen könnyen elérhetők. Arra gondol, hogy a doktori jelöltek röviddel a program megkezdése után élvonalbeli kutatásokat végeznek. Megkérdőjelezem, hogy miért nem tennék meg a továbbképzett hallgatókat és a tájékozott laikusokat.
Mindazonáltal, ha az összes lehetőséget megkönnyíti, az adatokhoz való könnyű hozzáférés a patkányokat is vonzza. Már az inkompetens csalások rajzolnak folyóiratokat, és árajánlatokat keresnek az enyémhez. Sokkal rosszabb lesz, ha a forrásanyagra és a bizarr elemzésre mutatnak, hogy igazolják ostobaságukat? Ennek leküzdése érdekében a csillagászoknak (mint minden tudósnak) javítaniuk kell nyilvános tájékoztatási programjukat és fel kell készülniük a nyilvánosságot a felfedezésekre.
