Годишна конференция на Европейското астрономическо дружество

[valio_98]

Отдалече и отблизо – годишна конференция на Европейското астрономическо дружество, Падова, 1-5.07.2024

КОВИД епидемията постави още по-остро един проблем, с който астрономите, както и повечето други учени-изследователи, се борят от много време – за общуването. Ако се занимавате с научни изследвания сигурно добре занете, че научните статии ще представят вашите резултатеи на колегите ви, но с голямо заксънение – цикълът на публикациите е месеци и даже сърверите с препринти не могат да го съкратят кой знае колко. Докато статията излезе в списанието или на сървера, вие навярно ще се занимавате с нещо различно, по-ново и кактро всички от нас се надяват – по-обещаващо.

Тук идват конферецниите – срещо очи в очи, където с чаша кафе в ръка може да споделите не само последните си резултати, но и да научите какво са получили колегите ви.

През следващат седмица в Падова – този град е голямо астрономическ средище, с университета и обсерваторията си; тук е работил Галилео, в местната Ауа Магна е чел лекции – ще се проведе ежегодната конференция на Европейското Астрономическо другество. Това е една много интензивна седмица, през която ще се проведат около две дузини симпозиуми на различни теми. Нашата обсерватория ще организира специална обедна сесия с демонстрация на средставата за обработка на данни и архива. Ще има пленарни доклади с важни нови резултати, пресконферецни за журналистите. Ще участват над 1000 астрономи, включително и от България.

Страницата на дружеството е тук.

Страницата на конференцията е тук.

Програмата на кофнерецнията може да се види тук.

[valio_98]

Нови резултати и стари инструменти – годишна конференция на Европейското астрономическо дружество, Падова, 1-5.07.2024, ден първи

Двата основни симпозиума от първия ден на годишната среща бяха за „Гая“ и за „Джеймс Уеб“. Последният е добре известен на широката публика, а „Гая“ – не толкова. „Гая“ е името на един изключително продуктивен космически телескоп на Европейската космическа агенция, а не е известен на публиката, защото изображенията му се обработват на борда и на земята не пристигат красиви картини, а само измервания. „Гая“ е астрометричен телескоп – основата му задача е да измерва положенията на звездите. Мисията вече е направила милиарди астрометрични измервания.

За някой това може да бъде изненада – звездите не са неподвижни, както са смятали древните астролози. Те се движат, но много бавно. За това са мислели още астрономите в древна Гърция и са създали каталози на положенията на звездите, с идеята, след десетилетия или дори векове да се измерят отново положенията и да се сравнят със старите. С помощта на съвременните инструменти движението на звездите, особено на по-близките, се вижда за няколко години, дори месеци.

Един от основите доклади на деня – поне са мен – използваше, че звездите, които са родени заедно, имат еднакви движения. Звездите, които са родени заедно, образуват звездни купове и еднаквите движения са средство за откриване на звездните купове. Една аспирантка от Хайделберг разказа как с помощта на „Гая“ е съставила каталог от 7-8 хиляди звездни купа и да измери масите им – с около един порядък повече от предишните каталози на купове с маси. Нейната работа поставя нови стандарти в изследванията на купове, които са лаборатории на звездната еволюция – всеки куп съдържа звезди с различни маси, но с почти еднаква възраст и химичен състав и позволява да се изследва как еволюират звездите с различни маси. А ако сравняваме купове с различни възрасти или химичен състав, може да видим какъв ще е ефектът и на тези параметри.

Два други доклада използваха способността на „Гая“ да измерва разстояния – го горещи звезди и по цефеиди. И дните, и другите са сравнително млади, макар и в различна степен, и се концентрират по продължителността на спиралните ръкави и позволяват да се изследва спиралната структура на нашата собствена галактика. За тези, които не знаят: ние живеем в спирална галактика, която представлява гигантска леща (от единия до другия ѝ край светлината пътува около 100 хиляди години!) Прахът в тази леща ни пречи да виждаме през нея добре и затова се налага да се ползват специални методи. „Гая“, работейки в оптичната област, може да види само до 1/4 или 1/3 от галактиката. По-нататък трябват други методи. Единият колега се беше концентрирал именно върху инфрачервената област от електромагнитния спектър, където поглъщането на праха е по-малко.

На обяд, първата пленарна лекция беше изнесена от един французин – Роланд Бакон, който от 40 години строи особен вид инструменти Обикновените камери получават кадри, в които всеки пиксел измерва силата на светлината, идваща от определена точка на небето. В най-добрия случай камерата – става дума за фотографските – може да бъде цветна и да измери интензивността на светлината в три различни цвята. Сега си представете, че от всяка точка получаваме спектър и огромното количество информация, която се съдържа в него. Такива уреди се наричат Intergal File Unit. Бакон е един от пионерите на подобен вид инструменти, създавайки първия от тях преди близо четири десетилетия. Той е на години, но е ентусиаст и пълен с енергия и в момента движи проект за специализиран 10-метров телескоп, който да има интегрален спектрограф (и не само): https://arxiv.org/abs/2403.05398 (пдф с описание на проекта, свободен достъпен, бутонът е горе вдясно).

А ранния следобед се проведе късата сесия за нашата обсерватория – за архива и средствата за обработка на данните (последните са изброени тук: https://www.eso.org/sci/software/pipelines/). Трябва да прозрачна с това, че подготовката беше малък кошмар – ние искаме да покажем софтуера в действие и на живо, значи трябва да го пуснем на наш компютър, а организаторите не позволяват „външни“ компютри да се закачат към тукашната мрежа. Вместо това човек си качва презентацията през специална страница, което за нас е недостатъчно. Представянето мина при малък интерес – дойдоха двадесетина човека. Но тези средства вече са известни на общността, има повече от достатъчно документация, всъщност не предлагаме нещо ново.

После изслушащ още няколко доклада от симпозиума за „Гая“. Един, който ме интересува непосредствено – за способността на „Гая“ да открива звездни купове. Преди месец с един мой студент пуснахме статия на подобна тема, но не по този телескоп, а по един друг, който работи в инфрачервената област. Изборът на тази част от електромагнитния спектър е важен и помага много, когато човек търси купове в центъра на галактиката, където има силно поглъщане от междузвездния прах. И колегите – използвайки оптичен инструмент като „Гая“ са си опростили задачата, като са се „обърнали“ в противоположната посока, към галактичния антицентър – те инжектират в каталога синтетични купове и после се опитат да ги открият и по този начин оценят ефективността, с която намират купове.

На 15.01.2025 година „Гая“ ще спре да прави нови наблюдения, защото ще се изчерпи ресурсът на системата за фино насочване. Колегите от научния екип на мисията са се опитали да измъкнат още малко живото то мисията, но се оказало, че за да се направи нещо интересно от научна гледна точка, трябват много финансови ресурси. През последните няколко месеца апаратът ще бъде използван за технически тестове – вече се мисли за астрометрична мисия от следващ поколение, и тези тестове, които носят в себе си риск и по тази причина не можеше да бъдат направени преди космическият телескоп да приключи с основната си мисия – ще помогнат в планирането на следващия подобен апарат.

Картинки: тук

[valio_98]

В епохата на великия КРИ – годишна конференция на Европейското астрономическо дружество, Падова, 1-5.07.2024, ден втори

КРИ е съкращение от произведенията на братя Стругацки, означаващо Колектор на Разсеяна Информация, който е способен да прави точно това, което се казва в името – да събира разсеяна информация и да ни дава възможност да надникнем в минали или отдалечени събития. Според съвременни ни разбирания ентропията прави невъзможна работата на подобен уред, но фантастите разполагат в лиценз на въображението да променят реалността според нуждите и предпочитанията си.

Сега си представете, че имате изображение на една галактика и че разполагате със средства, които могат да реконструират – наистина, донякъде – историята на тази галактика и особено стадиите на обединяване с други галактики (английският термин е по-близък до сливане) и да определите каква част от масата на галактиките се състои от звезди, които са получени чрез сливане с други галактики. Подобни измервания има само за Млечния път и за няколко близки галактики и те са направени по пряка спектроскопия на звезди и по интегриране на орбити. Група астрономи от института по астрофизика на Канарските острови са обучили невронна мрежа да оценя каква чат от звездите в една галактика са местни, и каква произхожда от „погълнати“ галактики. И това – само по изображение. С един колега после дълго обсъждахме каква е физиката зад този процес, иначе казано каква информация съдържа изображението, за да „запомни“ които звезди са „местни“, и кои са „мигранти“. Той предположи, че това е свързано с отклоненията от радиалния профил на галактиката от идеалния теоретичен профил, а аз – че връзката е в размера на някакви двумерни структури, свързани със звездообразуване и прах, които на свой ред се влияят от процесите на сливане на галактиките. Но всичко това е „ръкомахане“, както се казва – пренебрежително – за хипотези, които не са подкрепени от нищо повече от общи съображения. Подозирам, че и колегите, които бяха подходили съвсем прагматично, калибрирайки метода по теоретични модели без да си задават въпроси за физиката, не биха могли да отговорят, иначе сигурно щяха да споменат нещо. Но след сесията бързах за друга и нямах време да си поговоря с тях.

Друг характерен доклад за използването на изкуствен интелект от тази сесия разказваше за спектрална класификация с невронни мрежи. Традиционно това се прави с измерване на силата на отделни спектрални линии или чрез сравняване със спектри на звезди, чийто параметри са добре известни. Новият метод работеше добре, само в сравнение е една статия, в която си личеше, че използваната библиотеката от спектри за сравнение е била сравнително малка. Мое да се каже, че не бях спечелен за идеята да е ползват невронни мрежи.

В същото време има случаи, когато те определено имат предимство – друг доклад за моделиране на гравитационни лещи, при които далечни галактики започват да изгледат като банани. Или кръгове. Тук може да се видят примери:
https://en.wikipedia.org/wiki/Strong_gravitational_lensing

Подобни структури са трудни за разпознаване и не е лесно не се параметризират. Точно с такива задачи невронните мрежи се справят чудесно. Но за тривиална спектрална класификация ми се струват излишни – все едно човек да стреля по врабчета с топ.

Изкуственият интелект е далече от нещата, с които се занимавам, обаче когато човек има възможност, е добре да поразшири познанията си. Такава „широка“ конференция, на която се провеждат множество симпшозиуми по различни теми дава подобна възможност.

Пленарната сесия от 11 до 13 часа започна с даване на ежегодната награда на името на Фриц Цвики. Двете му дъщери бяха тук – енергични баби над 70-годишна възраст. Той се смята на швейцарско-американски астроном (повече за него тук) и има толкова много приноси и открития, че е труднод ас е изброят всичките: като се почне от тъмната материя и се стигне до изследвания на свръхнови и определяне на разстоянията в космоса с помощта на същите тези свръхнови.

Малцина обаче знаят, че Цвики е роден в България, във Варна, и родната му къща и до днес си стои:
https://bnt.bg/bg/a/kshchata-na-svetovnoizvestniya-astronom-frits-tsviki-vv-varna

Лауреат на тазгодишната награда беше бившата директорка на ЕСО и председателка на междунардния астрономически съюз Катрин Цесарски Родена във Франция, израстнала в Аржентина, учила в Щатите и работила къде ли не в Европа:
https://en.wikipedia.org/wiki/Catherine_Cesarsky

До голяма stepen нейна заслуга е ранно навлизане на Европейската астрономия в космическата инфрачервена астрономия с мисията ИСО:
https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared_Space_Observatory

Тя е на 81 години, необикновено жива и енергчна, с бистър уми и хапливо чувство за хумор, което не крие. Последното е разбираемо, когато човек е на нейната възраст и е постигнал каквото е постигнала тя. Цесарски разказа и то много интересно за историята на европейската космическа и наземна астрономия.

Аз изслушах още няколко лекции, едната от които беше много интересна, за комети и астероиди, и две за спектрални библиотеки, след което тръгнах за обсерваторията. Спектралните библиотеки са много близо до сърцето ми – това беше основна част от дисертацията ми и наскоро пак публикувах, заедно с група колеги, главно от Италия и Чили, нова библиотека от спектри с изключително високо качество.

Защо трябваше да отивам в местната обсерватория? Тук трябва да обясня нещо – повечето астрономи ходят на конференции да за да разберат какви изследвания са направили колегите им и за да разкажат какви изследвания са направили самите те. Но има и други случаи – ако работите в обсерватория от вас се очаква да прекарвате 50 или 80 процента то времето си вършейки работи, необходими за обсерваторията. Това може да са най-различни неща – може да „карате“ телескопи, да помагате на колегите си от други институти да използват вашите телескопи и инструменти, да пишете софтуер за обработка на данните, да поддържате архив с наблюдения и още много други дейности, необходими на една обсерватория. Аз от почти четвърт век работя за обсерватория и едно от задълженията ми е да комуниркирам с външните консорциуми от университети, които строят нови инструменти за нас. Не ги строят даром – за това получават пари за хардуер и наблюдателно време на телескопите. А какво се крие зад думата комуниркирам ще разкажа при друг удобен случай. Използвах идването си в Падова за да се срещна с хората, които строят нов спектрограф за ЕСО. Срещата се оказа интересна, видях инструмента монтиран на техния симулатор на телескоп, който позволява той да се върти и да му се подава светлина през едно оптично влакно – за тестове. Скоро ще имаме и тестови данни.

Денят завърши с тур из обсерваторията, която е разположена в кула на замък от 14 век:
https://www.beniculturali.inaf.it/eng/museums/padova/
https://en.wikipedia.org/wiki/La_Specola,_Padua

Изключително красива сграда, със стенописи като в църква, само дето на тях са нарисувани портретите на Нютон, Хипарх, Лаплас, Гаус и други изследователи от техния ранг.

Конференцията продължава, утре предстои интересен ден...

[valio_98]

Разнообразната астрономия – годишна конференция на Европейското астрономическо дружество, Падова, 1-5.07.2024, ден трети


Астрономията е разнообразна поне в два аспекта. Първо, тя обхваща обекти с толкова несъпоставими мащаби като частици междузвезден прах и свръхкупове от галактики. И второ, тя се прави от много различни хора – на тази конференция сигурно има участници от няколко десетки страни, сред които и българи, разбира се. Но както може да се очаква, преобладават италианците – навярно всеки аспирант от страната е тук, защото е едно да се налага да си купуваш скъп авиобилет, а друго – да се качиш на влака и след няколко часа да пристигнеш.

Тук опираме точно до достъпността на комуникацията в науката, за която говорех в началото – и която поради епидемията се наложи да преразгледаме, въвеждайки комбинирани формати, при които част от хората са на място, а част присъстват само виртуално, и даже напълно виртуални формати на конференции.

Днес участвах в четири много различни сесии – и това пак е свързано с темата за разнообразието. На първата изнесох малък доклад. Сесията беше за разнообразието и включването на малцинствата. А моята теза беше разделянето по езици. Връзката с астрономията е очевидна – в Европа работи практически само моделът на държавното финансиране на науката. Казано по-просто, ние живеем от парите на данъкоплатците (за разлика то Щатите, където някой от най-големите обсерватории са построени с пари на меценати – като се почне с Харвардската обсерватория, основана преди два века, и се стигне до двата телескопа-близнаци Кек, построени преди тридесетина години. Държавните пари може да са малко и да не стигат за амбициозни научни проекти, но учените дължат на обществото да някаква възвращаемост и популяризацията на точните науки е един от начините да се „върне“ дълга, защото тези науки имат пряка връзка с технологиите и допринасят за развитието на индустрията.

Проблеми с популяризацията на науката имат малките страни. Обикновено като се каже малцинство, се разбора сексуална ориентация или цвят на кожата, но езиците са не по-малко важна разделяща линия. Езиците с малък обем говорящи създават проблем по една проста причина – мащаб. Българският е типичен случай. Малко носители на езика означава малка икономика, която е по-нестабилна и разполага с по-малки резерви. Популяризаторите стигат до по-малко хора и един начин да се разшири аудиторията е да се излезе в така наречените масови медии, където научнопопулярните материали съседстват с материали за много по-близки до читателите и много по-ангажиращи теми – примерно цената на бензина или на тока. Как да привлечем вниманието на зрителите или читателите? За 20-ина минути разказах каквито идеи имах. За сега толкова. Към това ще се върна друг път.

Следващата сесия беше пленарна и я пропуснах за да поговоря с колегите от другите обсерватории и от ЕСА, които точно като нашата обсерватория имат щандове с представителства и повече или по-малко успешно се опитват да обучат публиката да използва техния софтуер, техните инструменти или техните публикации. Трябва да призная, че щандът на ЕСА беше най-добре организиран, с най-широко представителство и направо – най-атрактивен. Хората раздаваха плакати, демонстрираха техния софтуер за достъп до данни от няколко дузини космически апарати. Следобед отидох на специалната сесия на ЕСА, където те направиха същото като нас – представиха си архива. Те, също като нас, бяха открили, че архивът е нещо като отделен самостоятелен телескоп, няма значение дали наземен или космически – и много хора публикуват статии само по архивни данни. Тук може да се види статия с тези резултати:
https://arxiv.org/pdf/2402.12818

Подобни изследвания се наричат наукометрия. Не се шегувам, има такъв термин и той се отнася до измерването на значимостта на научните изселдвания.

Слушах няколко доклада и от една сесия за нашия 39-метров телескоп, който вече е наполовина построен и се предполага, че ще започне работа след 4-5 години. Най-интересният, поне за мен, беше за ефекта, който работата на подобен телескоп ще има в областта на екзопланетите. Всъщност, ефектите ще са два. Първо получаване на преки изображения (и спектри) на планети, което ще позволи да се определят свойствата на атмосферите им, и второ, спектроскопия с високо спектрално разрешение, която пък може да измерва отделни спектрални линии и да ни каже каква е атмосферата в дълбочина (защото различните линии се образуват на различна дълбочина в атмосферата на една екзопланета).

Последната сесия беше също за планети и на не я имаше няколко къси доклада за нови инструменти, за модели на образуване на гигантски планети. Особено интеренса беше една работа, в която хората бяха направили спектроскопия на млада планета – PDS70b – и бяха регистрирали емисия в една линия на водорода. Това подсказва, че върху планетата пада материал. Казано с други думи, планетата е в процес на формиране. Тази система е млада, възрастта ѝ се измерва с милиони години. Тя обикаля около звезда, която е обградена от протопланетен диск и докато се движи през този диск, „събира“ материал от него и „расте“. Самата планета е обградена от малък акреционен диск, в който газът от големия диск се нагрява и там се образува регистрираната емисионна линия. Само няколко подобни планети са известни, защото периодът на растеж е кратък и е малко вероятно планетата да бъде „уловена“ в него. Но проблемът не е само в това – районите на звездообразуване, в който се намират подобни системи, не са близо до нас и подобни планети е трудно да се видят просто заради разстоянието.

Но това не беше края на деня. Италианците нямаше да са италианци, ако не бяха организирали съпътстващ... симфоничен концерт. Вечерта от девет до десет, в същата зала, където през деня си говорихме за наука, слушахме сюитата „Планетите“ от Густав Теодор Холст:
https://en.wikipedia.org/wiki/The_Planets

Домакините-астрономи се баяха погрижили да направят прекрасен аудиовизуален спектакъл под формата на едночасово видео за Марс, Венера, Меркурий, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Бяха използвали снимки от наземни телескопи и космически апарати. Изключително красиво. Бил съм и на други чудесно организирани конференции, но тези хора се бяха постарали – според разбиранията и възможностите си – да създадат култура. По моето скромно мнение им се получи доста впечатляващо.


Конференцията продължава, но утре е последният ѝ ден, поне за мен...



Картинки: тук