Tidligere i år snublet astronomene over et fascinerende funn: Tusenvis av sorte hull finnes sannsynligvis nær sentrum av galaksen vår.
Røntgenbildene som muliggjorde denne oppdagelsen, var ikke fra et moderne moderne teleskop. De ble heller ikke nylig tatt - noen av dataene ble samlet inn for nesten 20 år siden.
Nei, forskerne oppdaget de sorte hullene ved å grave gjennom gamle, arkiverte data.
Funn som dette vil bare bli mer vanlig, ettersom epoken med "big data" endrer hvordan vitenskapen gjøres. Astronomer samler en eksponentielt større datamengde hver dag - så mye at det vil ta år å avdekke alle skjulte signaler som er gravlagt i arkivene.
**********
For seksti år siden jobbet den typiske astronomen stort sett alene eller i et lite team. De hadde sannsynligvis tilgang til et respektabelt stort bakkebasert optisk teleskop ved hjemmeinstitusjonen sin.
Observasjonene deres var i stor grad begrenset til optiske bølgelengder - mer eller mindre hva øyet kan se. Det betydde at de gikk glipp av signaler fra en rekke astrofysiske kilder, som kan avgi usynlig stråling fra veldig lavfrekvent radio helt opp til høyenergi-gammastråler. For det meste, hvis du ville gjøre astronomi, måtte du være en akademisk eller eksentrisk rik person med tilgang til et godt teleskop.
Gamle data ble lagret i form av fotografiske plater eller publiserte kataloger. Men det var vanskelig å få tilgang til arkiver fra andre observatorier - og det var praktisk talt umulig for amatørastronomer.
I dag er det observatorier som dekker hele det elektromagnetiske spekteret. Disse moderne observatoriene lanseres vanligvis ikke av enkeltinstitusjoner lenger, og er ofte en felles innsats som involverer mange land.
Når den digitale tidsalder kommer, er nesten all data offentlig tilgjengelig kort tid etter at de er innhentet. Dette gjør astronomi veldig demokratisk - alle som vil kan revurdere nesten ethvert datasett som lager nyhetene. (Du kan også se på Chandra-dataene som førte til oppdagelsen av tusenvis av sorte hull!)
Hubble-romteleskopet (NASA) Disse observatoriene genererer en svimlende mengde data. For eksempel har Hubble-romteleskopet, som opererer siden 1990, gjort over 1, 3 millioner observasjoner og overfører rundt 20 GB rå data hver uke, noe som er imponerende for et teleskop som ble først designet på 1970-tallet. Atacama Large Millimeter Array i Chile forventer nå å legge til 2 TB data i arkivene hver dag.
**********
Arkivene til astronomiske data er allerede imponerende store. Men ting er i ferd med å eksplodere.
Hver generasjon observatorier er vanligvis minst 10 ganger mer følsomme enn den forrige, enten på grunn av forbedret teknologi eller fordi oppdraget ganske enkelt er større. Avhengig av hvor lenge et nytt oppdrag kjører, kan det oppdage hundrevis av ganger mer astronomiske kilder enn tidligere oppdrag på den bølgelengden.
Sammenlign for eksempel det tidlige EGRET gammastråleobservatoriet, som fløy på 1990-tallet, med NASAs flaggskipsmisjon Fermi, som fyller 10 år i år. EGRET oppdaget bare rundt 190 gammastrålekilder på himmelen. Fermi har sett over 5000.
Det store synoptiske undersøkelsesteleskopet, et optisk teleskop som for tiden er under bygging i Chile, vil avbilde hele himmelen noen få netter. Det vil være så følsomt at det vil generere 10 millioner varsler per natt på nye eller forbigående kilder, noe som vil føre til en katalog med over 15 petabyte etter 10 år.
Når kvadratkilometeret Array ble ferdigstilt i 2020, vil det være det mest følsomme teleskopet i verden, i stand til å oppdage flyplassradarstasjoner til fremmede sivilisasjoner opp til 50 lysår unna. På bare ett års aktivitet vil den generere mer data enn hele internett.
Disse ambisiøse prosjektene vil teste forskernes evne til å håndtere data. Bilder må behandles automatisk - noe som betyr at dataene må reduseres til en håndterbar størrelse eller transformeres til et ferdig produkt. De nye observatoriene skyver konvolutten med regnekraft, og krever fasiliteter som kan behandle hundrevis av terabyte per dag.
De resulterende arkivene - alle offentlig søkbare - vil inneholde 1 million ganger mer informasjon om hva som kan lagres på din typiske 1 TB sikkerhetskopidisk.
**********
Datafloden vil gjøre at astronomi blir en mer samarbeidende og åpen vitenskap enn noen gang før. Takket være internettarkiver, robuste læringssamfunn og nye oppsøkende initiativ, kan innbyggerne nå delta i vitenskap. For eksempel, med dataprogrammet, kan hvem som helst bruke datamaskinens hviletid på å hjelpe deg med å søke etter gravitasjonsbølger fra kolliderende sorte hull.
Det er en spennende tid for forskere også. Astronomer som meg selv studerer ofte fysiske fenomener på tidsskalaer så vilt utover den typiske menneskelige levetiden at å se dem i sanntid bare ikke kommer til å skje. Hendelser som en typisk galakssammenslåing - som er akkurat slik det høres ut - kan ta hundrevis av millioner av år. Alt vi kan fange er et øyeblikksbilde, som en eneste stillbilde fra en video av en bilulykke.
Imidlertid er det noen fenomener som oppstår på kortere tidsperioder, som tar bare noen tiår, år eller til og med sekunder. Slik oppdaget forskere de tusenvis av sorte hull i den nye studien. Det er også hvordan de nylig innså at røntgenutslippet fra sentrum av en nærliggende dverggalakse har forsvunnet siden den først ble oppdaget på 1990-tallet. Disse nye funnene antyder at mer vil bli funnet i arkivdata fra tiår.
En svart hulldrevet jet med varm gass i den gigantiske elliptiske galaksen M87. (NASA, ESA, E. Meyer, W. Sparks, J. Biretta, J. Anderson, ST Sohn, og R. van der Marel (STScI), C. Norman (Johns Hopkins University), og M. Nakamura (Academia Sinica) )) I mitt eget arbeid bruker jeg Hubble-arkiver for å lage filmer av “jetfly”, høyhastighets plasma som kastes ut i bjelker fra sorte hull. Jeg brukte over 400 råbilder fra 13 år for å lage en film av jetflyet i nærliggende galaksen M87. Den filmen viste for første gang de kronglete bevegelsene til plasmaet, og antydet at strålen har en spiralformet struktur.
Denne typen arbeid var bare mulig fordi andre observatører, til andre formål, bare skjedde med bilder av kilden jeg var interessert i, tilbake da jeg var i barnehagen. Når astronomiske bilder blir større, høyere oppløsning og stadig mer følsomme, vil denne typen forskning bli normen.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation.
Eileen Meyer, adjunkt i fysikk, University of Maryland, Baltimore County
