Á óskalista stjörnufræðinga til næstu tíu ára: tveir risastórir sjónaukar og geimsjónauki til að leita að lífi handan jarðar og byggilegum heimi.
Bandarískir stjörnufræðingar hvöttu á fimmtudag Bandaríkin til að fjárfesta í nýrri kynslóð „ofurstórra“ sjónauka að verðmæti milljarða dollara. Þessir sjónaukar verða stærri en allir sjónaukar sem nú eru á jörðinni eða á braut um geim.
Þessi fjárfesting mun krefjast hjálpræðis og blöndu af krafti tveggja samkeppnisverkefna, nefnilega risastórs Magellan sjónauka og 30 metra sjónauka. Þegar þeim er lokið mun næmni þessara sjónauka með þvermál aðalþétta upp á 25 metra og 30 metra vera um 100 sinnum meiri en nokkur sjónauki sem er í notkun.
Þær munu gera stjörnufræðingum kleift að fylgjast með kjarna fjarlægra vetrarbrauta í dýpt, þar sem risastór svarthol reika um og kúta orku; rannsaka leyndardóma hulduefnis og myrkraorku; og rannsaka plánetur í kringum aðrar stjörnur en sólina. Kannski mikilvægara er að þær geta vakið upp nýjar spurningar um eðli alheimsins.
En stjörnufræðingar hafa reynt að safna nægu fjármagni í mörg ár til að uppfylla drauma sína. Í nýju tillögunni mun National Science Foundation leggja fram 1,6 milljarða bandaríkjadala til að klára þessi tvö verkefni og síðan hjálpa til við að keyra þau sem hluta af nýju verkefni sem kallast US Very Large Telescope.
Á fimmtudag hvöttu stjörnufræðingar einnig NASA til að hefja nýja stóra stjörnuskoðunarstöð og tækniþroskaáætlun, sem mun þróa röð stjarneðlisfræðigeimfara á næstu 20 til 30 árum. Sá fyrsti er sjónauki stærri en Hubble geimsjónauki, sem getur leitað að og rannsakað jarðneskar plánetur í nálægum alheimi - hugsanlega byggilegri „frá-jörð“. Stjörnufræðingar segja að aðeins NASA geti gert þetta og bentu á að það gæti verið tilbúið árið 2040 fyrir 11 milljarða Bandaríkjadala.
Þessar tvær tillögur eru þær stærstu í langþráðri 614 blaðsíðna skýrslu „Uppgötvunarleiðir í stjörnufræði og stjarneðlisfræði á 20. áratugnum“ sem gefin var út af National Academy of Sciences, Academy of Engineering og School of Medicine á fimmtudaginn.
Á undanförnum 70 árum, á 10 ára fresti, hefur akademían staðið fyrir könnun á stjörnufræðisamfélaginu til að forgangsraða stórum hlutum á næsta áratug. Eins og við vitum öll hefur tíu ára rannsóknin vakið athygli þingsins, NASA, National Science Foundation og orkumálaráðuneytisins.
Verkið í ár er útibú stjörnufræði eftir Fiona A. Harrison frá California Institute of Technology og Robert C. Stjörnufræði frá háskólanum í Arizona og Texas A&M háskólanum. Alls bárust 860 hvítbækur fyrir könnunina, þar sem lýst var mögulegum sjónaukum, geimferðum sem ætti að skjóta á loft, tilraunum eða athugunum sem ætti að gera og fjölbreytileika mála sem stjörnufræðisamfélagið ætti að taka á.
Dr. Harrison sagði í viðtali að nefnd þeirra hefði reynt að ná jafnvægi á milli metnaðar og þess tíma og fjármuna sem þarf til þessara verkefna. Til dæmis hafa nokkrar hugmyndir um pláneturannsóknargeimfar verið lagðar fram. Sumt er of stórt, annað of lítið; sumt tekur heila öld að framkvæma. Hópurinn valdi ekki einn þeirra heldur bað samfélagið og NASA að koma með hugmynd að 6 metra þvermáls geimsjónauka. (Hubbleos aðalspegill er 2,4 metrar í þvermál.)
„Þetta er í rauninni metnaðarfull könnun,“ bætti hún við. „Aðeins NASA og aðeins Bandaríkin geta gert þetta. Við trúum því að við getum það."
Matt Mountain, formaður Association for University Astronomy Research (AURA), sem rekur stjörnustöðina fyrir National Science Foundation, lýsti tíu ára skýrslunni sem „mjög djörf“ í tölvupósti. „Og þeir hikuðust ekki við að setja fram sýn í áratugi, sem er í raun það sem hún þarf og þarf að taka.“
Tíu ára könnunin hefur náð góðum árangri. Hubble geimsjónaukinn og James Webb geimsjónaukinn, sem skotið var á loft árið 1990 og eru enn í notkun, hannaðir til að sjá upphaf tímans, og áætlað er að skotið verði á loft í næsta mánuði, hafa notið góðs af háum stigum í fyrri tíu ára könnuninni. .
Þess vegna bíða stjörnufræði- og stjarneðlisfræðisamfélögin spennt eftir niðurstöðum hverrar nýrrar rannsóknar. „Nefndin hefur alltaf verið mjög trúnaðarmál,“ sagði Natalie Batalha, prófessor við Kaliforníuháskóla í Santa Cruz, í tölvupósti í aðdraganda skýrslunnar. Hún var á Kepler plánetunni NASA. Gekk aðalhlutverkið í leitarverkefninu. „Satt að segja heyrði ég ekki neitt. Ég get ekki beðið eftir að bíða."
Í skýrslu sinni á fimmtudaginn taldi háskólinn upp þrjú heildar vísindaleg markmið fyrir næstu tíu árin: leitina að lífvænlegum plánetum og lífi; rannsókn á svartholum og nifteindastjörnum, sem eru orsakir ofbeldisfullustu atburða náttúrunnar; og þróun vetrarbrauta. Vöxtur og þróun.
Í skýrslunni segir: „Næstu áratugir munu setja mannkynið á leið til að ákvarða hvort við séum ein. „Lífið á jörðinni gæti verið afleiðing af sameiginlegu ferli, eða það gæti þurft röð af óvenjulegu umhverfi sem við erum eina skepnan í vetrarbrautinni og jafnvel alheiminum. Öll svör eru djúpstæð."
Hugmyndin að verkefninu Very Large Telescope er metnaðarfull vegna þess að það felur í sér blöndu af tveimur sjónaukaverkefnum í samkeppni, nefnilega 30 metra sjónauka sem fyrirhugaður er á toppi Mauna Kea á Hawaii eða Kanaríeyjum á Spáni, og risastórum Magellan sjónauka sem er í gangi. Í Chile.
Báðir sjónaukarnir eru gríðarlegt alþjóðlegt samstarf og draumaafurðin við að afla fjár og ráða samstarfsaðila undanfarin tíu ár. Rúmmál þessara tveggja sjónauka er um þrisvar sinnum meira en allra sjónauka á jörðinni og getan til að bera kennsl á daufar og fjarlægar stjörnur í alheiminum er 100 sinnum stærri en hann. Með því að vinna saman geta þeir leyst djúpstæðar spurningar um alheiminn. En hvorugt verkefnið hefur safnað nægum fjármunum, meira en 2 milljarða dollara sem þarf til að ná markmiðum sínum.
Ef ekki er hægt að smíða þessa sjónauka mun Evrópa afhenda Evrópu forystu sína í stjörnufræði á jörðu niðri, sem er að smíða 39 metra sjónauka í Chileos Atacama eyðimörkinni - European Very Large Telescope - sem gert er ráð fyrir að taki til starfa árið 2027 . Sumir stjörnufræðingar hafa borið saman hætt við 1993 American Superconducting Supercollider verkefnið sem fól CERN og Large Hadron Collider í Genf framtíð agnaeðlisfræðinnar.
Ef National Science Foundation fjárfestir í að klára þessa tvo sjónauka mun það fá mikinn mælitíma, sem verður úthlutað til bandarískra stjörnufræðinga.
Dr. Harrison sagði: „Þessir tveir sjónaukar eru staðsettir á gagnstæðu heilahveli og hafa gjörólíka hönnun. Þau henta mjög vel til viðbótarrannsókna á alheiminum.“ „Það er óhugsandi að ímynda sér að Bandaríkin muni ekki geta fengið það.
Stórar áskoranir bíða okkar. Risastór Magellan-liðið hefur brotið af sér í Chile, en framgangur 30 metra sjónaukans hefur verið hindrað af mótmælum og hindrunum frumbyggja Hawaii og annarra hópa. Annar staður hefur verið útnefndur í La Palma á Kanaríeyjum.
Með hliðsjón af þeirri áherslu sem nú er á innviði og sívaxandi fjárhagsáætlun vísindanna, vonast stjörnufræðingar til að stjörnurnar verði í takt við djörf sýn þeirra. En þeir hafa verið í vandræðum með sögu umframkostnaðar. Mest áberandi er James Webb geimsjónauki. Eftir margra ára töf verður sjónaukanum loksins skotið á loft í desember með endanlegt verð upp á 10 milljarða bandaríkjadala.
„Allt þetta er hulið JWST - öll áætlunin mun byggjast á velgengni hennar,“ sagði Michael Turner, heimsfræðingur og tíu ára öldungur í könnun sem nú starfar hjá Kavli Foundation í Los Angeles. „Krossa fingur“.
Aldrei missa af sólmyrkva, loftsteinaskúrum, eldflaugaskotum eða öðrum stjörnuatburðum og geimviðburðum handan þessa heims.
Pósttími: 15. nóvember 2021
