American Institute of Physics (AIP) och American Astronomical Society (AAS) meddelade idag, på uppdrag av Heineman Foundation for Research, Pedagogisk, Välgörenhet, och vetenskapliga syften, att Kaliforniens astrofysiker Lars Bildsten är vinnaren av 2017 års Heinemanpris för astrofysik, en framstående ära som tilldelas årligen för att uppmärksamma betydande bidrag till området.

Bildsten är direktör för Kavli Institute for Theoretical Physics vid University of California, Santa Barbara, och Gluck professor i teoretisk fysik vid UCSB. Genom att känna igen Bildsten, AIP och AAS citerade honom för "hans ledarskap och observationsbaserade teoretiska modellering som har gett grundläggande insikter i fysiken kring stjärnstruktur och evolution, kompakta föremål, och stjärnexplosioner."

"Vi vet alla att stjärnorna där ute lyser upp vårt universum, " sa AIP VD Robert G.W. Brown. "Men vems jobb är det att lysa upp stjärnorna? Under sin framstående karriär, Bildsten har gjort just det, sa Brown, "och vi är glada över att gratulera honom idag till att ha vunnit detta prestigefyllda pris."

Undersöker stjärnornas livscykler

Bildstens forskningsfält är stjärnastrofysik, där han utforskar de olika faserna av stjärnornas liv - från deras början till när de exploderar eller försvinner. Medan hans arbete omfattar hela spektrat av stjärnlivslängder, Bildstens insatser fokuserar främst på att studera stjärnor som på något sätt snabbt förändras. Detta kan betyda att stjärnorna uppvisar milda svängningar eller har blåst upp, plötsligt blir ljusare än deras värdgalax.

Undersökningar av dagens rymd- och markbaserade teleskop ger teoretiska astrofysiker enorma mängder data, tillåta dem att översätta vad observatörer ser till kvantitativ förståelse.

Genom att studera stjärnornas svängningar, till exempel, astrofysiker kan "försöka sluta sig till massan och radien för en stjärna halvvägs över galaxen, ", sa Bildsten. "Det är anmärkningsvärt att vi kan göra detta genom att helt enkelt mäta ljusstyrkan på en stjärna var 30:e minut i fem år, vilket är vad rymdfarkosten Kepler gjorde. Det här är vad teoretisk fysik handlar om – att ha en förståelse som gör att du kan använda observationsdata för att dra direkta slutsatser om universum – och det är ganska djupgående, " han sa.

Ett annat område av intresse för Bildsten är supernovor, stjärnor med minst 10 gånger solens massa som lever bara en kort tid, astronomiskt sett – i storleksordningen 50 miljoner år – explodera sedan.

"Dessa massiva stjärnor är mycket ljusare och brinner snabbt genom sitt bränsle, vilket betyder att deras livstid är kort, sa Bildsten, förklarar sitt arbete. "Dessa stjärnor möter sin död eftersom de får slut på bränsle i deras centrum när de inte längre kan använda fusion för att frigöra energi. Sedan genomgår de en kollaps i deras kärna som leder till bildandet av vad vi kallar en "neutronstjärna." Det är ett mycket kompakt föremål, ungefär solens massa men med en diameter på bara 20 kilometer."

När en stjärna börjar kollapsa och falla in i sig själv, den möter denna täta boll i mitten, studsar tillbaka och skickar ut en chockvåg som får stjärnan att explodera, skickar sina kvarlevor ut i den omgivande galaxen med en hastighet av 5, 000 till 10, 000 km per sekund. När en supernova bryter ut kan den vara lika ljus som dess värdgalax i ungefär en månad, och många astronomer söker efter och studerar dessa händelser i detalj.

Data hjälper till att avmystifiera några av universums bäst bevarade hemligheter. "Det har lett till ett stort antal upptäckter, " sa Bildsten. "En undersökning jag arbetade med, Palomar Transient Factory, ledd av Shri Kulkarni på Caltech, gjort det möjligt att söka efter ovanliga eller udda händelser och till och med regelbundna sådana som behöver bättre förståelse."

Inom komplexa områden är det ofta nödvändigt att öka förståelsen i små steg. "Då och då får vi en av de där "aha!" stunder då allt faller på plats och vi inser att vi har fått en ny, djupare förståelse som inte fanns där tidigare, sa Bildsten. Självklart, dessa är spännande, men händer inte varje dag. Genom att ständigt sondera, tänkande, och gå i dialog med andra, och titta på informationen när den kommer in, dessa idéer förekommer. Så du kan säga att jag är "observationsinspirerad, såväl som observationsbaserat."

Ständig dialog hjälper Bildsten att hålla sig väl engagerad med observatörer. "Och det är hur jag väljer att närma mig vetenskapen som jag verkligen tycker om, ", sa han. "Det tillåter mig att hålla mig à jour med vad som händer och ibland hjälper det med tolkningen av initiala data som ofta kan vara ganska förbryllande."

Detta tillvägagångssätt ledde nyligen till en ny förståelse av extremt ljusa supernovor med Dan Kasen, en docent i fysik och astronomi vid University of California, Berkeley. "Astronomer hittade supernovor som var mer än 100 gånger ljusare än normalt, ", sa Bildsten. "Kasen och jag har en rimlig modell för det och testningen är på god väg. Det är bara ett exempel på hur att hålla sig à jour med vad som händer kan leda till nya idéer."

Samverkansforskning är oerhört viktigt för Bildsten. "Nästan alla mina prestationer har skett genom samarbete med mina doktorander, postdoktorer, eller andra framstående astrofysiker, " sa han. "Detta har inte bara gynnat min forskning, det har också tjänat till att vidga mina intellektuella vyer och driva mig i nya riktningar. Jag tackar dem alla!"

"Jag är djupt hedrad över att bli uppmärksammad av mina kollegor och kamrater, tillade Bildsten, reflekterar över det nya priset. "Det är väldigt meningsfullt för mig."