极大望远镜时代的高时间分辨率天体物理学：白皮书

高时间分辨率天体物理学（HTRA）关注通常定义为低于CCD常规读出时间的短时标观测。因此，它涉及致密天体，如中子星、黑洞和白矮星，具有极端磁重联现象的表面，以及通过凌星和掩星观测的行星级天体。HTRA是我们在理解若干重要天体物理和物理过程方面取得重大进展的唯一途径；这些过程包括中子星周围的极端引力条件和恒星质量黑洞周围的稳定轨道。涉及快速计时观测的凌星可以提供关于系外行星大小及其卫星的关键信息。在基础物理领域，非常有趣的应用在于超高时间分辨率领域，目前实验室物理学中研究的量子物理现象可能在此得到探索。HTRA科学涵盖了从行星到伽马射线暴的整个光学/红外观测天文学范畴，为AstroNet在《欧洲天文学科学愿景》中描述的六项基本挑战中的四项做出了贡献。因此，为欧洲极大望远镜（E-ELT）赋予HTRA能力至关重要。我们建议HTRA与E-ELT结合有三种可能性。首先，为E-ELT的首光工程相机赋予HTRA科学能力。其次，在另一台仪器中集成一个小型HTRA仪器。最后，通过独立的光纤馈送至专用的HTRA仪器。在这种情况下，可以定位少量光纤，从而提供一种灵活且低成本的方式来实现HTRA能力。到E-ELT首光时，快速探测器阵列，特别是在红外波段，应该会有一些重大进展。