Astronomer har haft ett storsäljande år.

Förutom att spåra en kosmisk källa av neutriner, de har upptäckt sammanslagning av två neutronstjärnor i stadsstorlek, var och en mer massiv än solen.

Upptäckten förebådades som bevis på att en "ny era av multibudbärarastronomi" hade kommit.

Men vad är multimessenger astronomi?

I vårt dagliga liv, vi tolkar världen omkring oss utifrån olika signaler, som ljudvågor, ljus (en typ av elektromagnetisk våg) och hudtryck. Var och en av dessa signaler kan bäras av en annan "budbärare". Nya budbärare leder till nya insikter. Så astronomer har ivrigt välkomnat en ny uppsättning budbärare till sin vetenskap.

Många budbärare

Under större delen av astronomins historia, forskare studerade främst signaler som sänds av en budbärare, elektromagnetisk strålning. Dessa vågor, som rör sig genom rum och tid, beskrivs av deras våglängder eller mängden energi som finns i deras partiklar, fotonerna.

Radiovågor har fotoner med den lägsta mängden energi och de längsta våglängderna, följt av infrarött och optiskt ljus vid mellanliggande energier och våglängder. Röntgenstrålar och gammastrålar har de kortaste våglängderna och den högsta energin.

Men forskare studerar andra budbärare också:

• Kosmiska strålar:laddade atompartiklar och kärnor som färdas nära ljusets hastighet.
• Neutrinos:oladdade partiklar som ser större delen av universum som transparenta.
• Gravitationsvågor:rynkor i själva tyget av rum och tid.

Och medan vissa fält inom astronomi har utforskat dessa budbärare i åratal, astronomer har bara nyligen observerat händelser från långt bortom Vintergatan med mer än en budbärare samtidigt. På bara några månader, antalet källor där astronomer kan pussla ihop signalerna från olika budbärare fördubblades.

Som en promenad på stranden

Multimessenger astronomi är en naturlig utveckling av astronomi. Forskare behöver mer data för att få ihop en helhetsbild av de föremål de studerar och matcha teorierna de utvecklar med sina observationer.

Astronomer har kombinerat olika våglängder av fotoner för att få ihop några av universums mysterier. Till exempel, kombinationen av radio och optisk data spelade en stor roll för att fastställa att Vintergatan är en spiralgalax 1951.

Och astronomi fortsätter att avslöja fantastiska resultat om vårt universum med bara en budbärare, fotoner. Så om multibudbärarastronomi bara är ett evolutionärt steg i en otrolig historia av framgångar, betyder det att det bara är ett nytt modeord?

Det tycker vi inte.

Föreställ dig att du går längs en havsstrand. Du njuter av synen av en otrolig solnedgång, höra de böljande vågorna, känna sanden under fötterna och känna lukten av den salta luften. Dina kombinerade sinnen bildar en mer komplett upplevelse.

Med multimessenger astronomi, vi hoppas kunna lära oss mer av universum genom att kombinera flera budbärare, precis som vi kombinerar synen, hörsel, beröring och lukt.

Men det är inte alltid en picknick

Astronomers och partikelfysikers kulturer representerar olika förhållningssätt till vetenskap. I multimessenger astronomi, dessa kulturer kolliderar.

Astronomi är ett observationsfält och inte ett experiment. Vi studerar astronomiska objekt som förändras över tiden (tidsdomänastronomi), vilket innebär att vi ofta bara har en chans att observera en övergående astronomisk händelse.

Tills nyligen, de flesta tidsdomänastronomer arbetade i små team, på många projekt samtidigt. Vi använder resurser som The Astronomer's Telegram eller Gamma-ray Coordination Network för att snabbt kommunicera resultat, även innan du lämnar in vetenskapliga artiklar.

Eftersom de flesta av de förväntade källorna till multibudbärarsignaler är övergående astronomiska händelser, det är en enorm ansträngning att fånga budbärarna förutom fotoner.

Läs mer:IceCube-observatoriet upptäcker neutrino och upptäcker en blazar som dess källa

Partikelfysiker har lett vägen för att skapa stora internationella samarbeten för att ta itu med sina svåraste problem, inklusive Large Hadron Collider, IceCube Neutrino Observatory och Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Att samla hundratals till tusentals forskare för att arbeta mot gemensamma mål kräver omfattande identifiering av roller, strikta kommunikationsriktlinjer och många telefonkonferenser.

Behovet av att reagera på snabba förändringar i en multibudbärarkälla och den enorma ansträngningen att fånga multibudbärarsignaler innebär att astronomi och partikelfysik måste smälta samman mot varandra för att framkalla det bästa från båda kulturerna.

Fördelarna med multimessenger astronomi

Medan multibudbärarastronomi är en utveckling av vad astronomer och partikelfysiker har gjort i decennier, de kombinerade resultaten är spännande.

Detekteringen av gravitationsvågor från sammanslagna neutronstjärnor bekräftade att dessa kollisioner skapade en stor del av guldet och platinan på jorden (och i hela universum). Den visade också hur dessa kollisioner ger upphov till (åtminstone några) korta gammastrålningskurar - ursprunget till dessa explosiva händelser har varit en stor öppen fråga inom astronomi.

Den första associationen av en neutrino med en enda astronomisk källa gav en inblick i hur universum tillverkar sina mest energirika partiklar. Multimessenger-astronomi avslöjar detaljer om några av de mest extrema förhållandena i vårt universum.

Multibudbärarperspektivet ger redan mer än summan av dess delar - och vi kan förvänta oss att se fler överraskande upptäckter i framtiden. Elitlag över hela Kanada bidrar redan till tillväxten av detta unga område, och multimessenger-astronomi lovar att spela en viktig roll i vårt nästa decennium av astronomisk forskning i Kanada – och över hela världen.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.