UMD, los socios reciben $ 4.5 millones para estudiar destellos cósmicos

En los nuevos cursos de la Universidad de Maryland estudiantes a analizar los datos del telescopio de la red CRECIMIENTO

Universidad de Maryland

Un proyecto dirigido por el Caltech, que incluye la Universidad de Maryland astrónomos ha sido seleccionado para recibir $ 4.5 millones durante cinco años por la Fundación Nacional de Ciencia a través de su Programa de Asociación para la Educación (PIRE) Investigación e Internacional. El proyecto tiene como objetivo mejorar nuestra comprensión de los transitorios cósmicos – destellos efímeros, extremadamente brillantes de luz que aparecen de repente en el cielo nocturno, brillante como nuevas estrellas – millón a los mil millones de veces más brillante que el sol – a continuación, la decoloración rápidamente.

El proyecto, denominado Relevo Global de Observación de observatorios Transitorios Happen (crecimiento), es una colaboración entre seis universidades de los Estados Unidos y seis en el extranjero. Se establece formalmente una red de telescopios en longitudes toda América del Norte, Asia y Europa para extender las horas de la noche-tiempo de observación, lo que permite a los investigadores a continuar el seguimiento de los transitorios cósmicos que de otra manera podrían desaparecer antes de que la noche siguiente en un solo lugar.

En UMD, los estudiantes en dos nuevos cursos analizar los datos recogidos por los telescopios para obtener resultados científicamente útiles. Los cursos – uno para estudiantes de astronomía y otro para mayores no – astronomía usarán “volteado” entornos de aprendizaje y técnicas de aprendizaje activo, con los estudiantes que trabajan juntos en pequeños grupos y participar en un foro en línea para discutir sus resultados de investigación con los estudiantes y los profesores que están analizando los datos de crecimiento en varias otras instituciones y tienen los mismos retos y metas.

“Nuestros estudiantes tendrán la oportunidad de analizar los datos reales generados por varias instalaciones de última generación en objetos como los exoplanetas, asteroides, estrellas variables, novas y supernovas”, dice Stuart Vogel, director del Departamento de Astronomía de UMD. “Estoy muy emocionado de que tantos estudiantes universitarios en Maryland tendrán la oportunidad de participar en la investigación real a través del proyecto de crecimiento.”

Los nuevos cursos seguirán el modelo de un curso de gran éxito para los comandantes no astronomía en UMD llamados “Astronomía en la Práctica”, que fue desarrollado y enseñado por Melissa Hayes-Gehrke, catedrático de astronomía en UMD. En ese curso, los estudiantes observan asteroides con telescopios de Internet controlado y analizar los patrones de rotación de los asteroides. En 2013, los estudiantes en el curso hicieron un descubrimiento raro que impresionó a los astrónomos profesionales: un asteroide no estudiada anteriormente es en realidad un par de asteroides que orbitan y Eclipse regularmente entre sí.

“El éxito de la astronomía en la práctica, los estudiantes que han publicado ocho trabajos en dos semestres, demuestra que las grandes productoras de astronomía no son capaces de llevar a cabo la investigación científica real”, dice Hayes-Gehrke. “Los nuevos cursos están desarrollando las dos empresas principales de la astronomía y los comandantes de la astronomía no permitirán a los estudiantes de todo el campus para analizar y hacer descubrimientos con los nuevos datos del proyecto de crecimiento.”

Muchas observaciones crecimiento va a comenzar con un candidato transitorio descubierto en el flujo de datos generado por cada noche por el Palomar Transient Factory (PTF), un sistema totalmente automatizado, encuesta de campo amplio búsqueda sistemática de tales destellos utilizando una cámara montada en el de 48 pulgadas Samuel Oschin telescopio en el Observatorio Palomar en California. (Una nueva versión de esa encuesta, denominado instrumento Zwicky transitorio (ZTF), será un orden de magnitud más sensible y jugará un papel crucial en la fabricación de esos descubrimientos iniciales al entrar en operación en 2017.) Si un candidato parece prometedor, observaciones de seguimiento se activarán con el telescopio Gemini Norte o el Observatorio WM Keck, en Hawai tanto, ganando tres horas adicionales de oscuridad. Después de recoger los datos allí, el equipo podría ponerse en contacto con miembros de la red en Japón o Taiwán, a continuación, la India, Israel, Suecia y Alemania.

“Al sondear más amplio y más rápido, la ZTF abrirá una nueva región del espacio de descubrimiento para los transitorios, y el crecimiento de la red hará que sea posible estudiar estos eventos efímeros a medida que evolucionan en tiempo real”, dice Suvi Gezari, profesor asistente en astronomía en UMD.

Mientras que las supernovas – explosiones relacionados con el colapso de estrellas masivas – suelen desaparecer con el meses, algunos transitorios cósmicos, especialmente los eventos más raras como la fusión de dos remanentes estelares extremadamente densas estrellas de neutrones, o la fusión de una estrella de neutrones y un negro agujero, se cree que desaparecerá en cuestión de horas – al día como máximo. Se cree que algunos de estos transitorios más exóticos para ser la fuente de los elementos pesados, como el oro y el platino. Pero nadie ha visto, en la acción, el proceso que los crea.

“Ninguna de las explosiones que hemos encontrado hasta ahora ha sido suficientemente extremo para sintetizar realidad suficientes elementos pesados”, dice el líder del proyecto de crecimiento Mansi M. Kasliwal, profesor asistente de astronomía en el Caltech. “A medida que tratan de encontrar en estos eventos cada vez más raro, tiene que ser capaz de responder rápidamente debido a que el rayo de luz que producen es aún más efímera, y ahí es donde se hace necesario el crecimiento.”

Incluso pudiendo observar supernovas a las pocas horas de la explosión se obtiene información importante que se pierde si las observaciones se han completado más tarde. Esto es así porque después de la ráfaga inicial de flash-ioniza todo, una onda de choque sigue, barriendo todo el material circundante. Y con ese material que pasa una gran cantidad de datos sobre el progenitor, la estrella que explotó.

“Si usted responde lo suficientemente rápido para un joven supernova, se puede obtener pistas directas sobre el sistema progenitora”, explica Kasliwal. “Con nuestra red, los eventos más comunes que hará un seguimiento de supernovas son muy pequeños que se encuentran dentro de unas horas de explosión. Por primera vez, estamos viendo ciertas líneas de ionización, que nos dicen qué tipo de estrellas, era que acaba de morir y dio origen a esta supernova en particular “.

Después de la respuesta rápida, la red de crecimiento también es capaz de utilizar telescopios terrestres y espaciales para observar los transitorios cósmicas de rayos X, ultravioleta, infrarrojo, longitudes de onda ópticas y de radio. Además, el crecimiento de la red también ayudará a detectar y caracterizar los pequeños asteroides cercanos a la Tierra – los que tienen un diámetro menor que alrededor de 140 metros, que todavía pueden hacer un daño significativo.

Esta es la quinta ronda de financiación PIRE desde que el programa comenzó en 2005 con el objetivo de apoyar proyectos, de alta calidad innovadora en que los avances en la investigación y la educación no podría ocurrir sin la colaboración internacional. El premio proporciona los recursos para los estudiantes y postdoctorados para interactuar estrechamente con los socios internacionales a través de visitas y prácticas extendidas.

Trabajar con GRAD-MAP de UMD (Recursos Graduate avance de la diversidad con Maryland Astronomía y Física) del programa, los estudiantes de las instituciones que atienden a minorías ubicadas en su mayoría en el área metropolitana de Washington, DC participarán en prácticas de verano crecimiento.

“Experiencia de la investigación de grado es esencial para el éxito futuro en las carreras de STEM, y los estudiantes que participan en el proyecto de crecimiento ganará esta experiencia esencial mientras se trabaja en diversos equipos interdisciplinarios”, dice el líder del GRAD-MAP Ashlee Wilkins, un estudiante graduado de la astronomía UMD. “Estudiantes internos de crecimiento va a estar listo para aplicar habilidades analíticas y de comunicación a proyectos tales como el telescopio de rastreo sinóptico y el Observatorio de Interferómetro Láser gravitacional-Wave, así como en los campos de STEM mucho más allá de la astronomía el dominio del tiempo.”

La participación de UMD en la PTF y ZTF es a través del Instituto Espacial Conjunto-Ciencia (JSI), una colaboración entre los servicios de UMD de Astronomía y Física y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

“Estoy más emocionado por la posibilidad de que realmente nuevos descubrimientos, cosas que ni siquiera había imaginado antes. Porque nunca será detenido por la salida del sol, CRECIMIENTO abrirá una nueva ventana en la variabilidad de escala de tiempo corto. El universo es un lugar tan salvaje y dinámico – que sabe lo que encontramos?”Dice Brad Cenko, un astrofísico de la investigación en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y profesor asistente adjunto de astronomía en UMD.

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