Nella lista dei desideri degli astronomi per i prossimi dieci anni: due telescopi giganti e un telescopio spaziale per cercare la vita oltre la Terra e un mondo abitabile.
Giovedì gli astronomi americani hanno invitato gli Stati Uniti a investire in una nuova generazione di telescopi “super-grandi” per un valore di miliardi di dollari. Questi telescopi saranno più grandi di qualsiasi telescopio attualmente sulla Terra o in orbita spaziale.
Questo investimento richiederà la salvezza e una combinazione degli sforzi di due progetti concorrenti, vale a dire il gigantesco telescopio Magellano e il telescopio da 30 metri. Una volta completati, la sensibilità di questi telescopi con diametro del condensatore principale di 25 e 30 metri sarà circa 100 volte superiore a quella di qualsiasi telescopio attualmente in uso.
Consentiranno agli astronomi di osservare in profondità il nucleo di galassie lontane, dove enormi buchi neri vagano e sputano energia; indagare i misteri della materia oscura e dell'energia oscura; e studiare i pianeti attorno a stelle diverse dal sole. Ma, cosa forse ancora più importante, possono sollevare nuove domande sulla natura dell’universo.
Ma da anni gli astronomi cercano di raccogliere fondi sufficienti per realizzare i loro sogni. Nella nuova proposta, la National Science Foundation fornirà 1,6 miliardi di dollari per completare questi due progetti, e poi aiuterà a gestirli come parte di un nuovo progetto chiamato US Very Large Telescope.
Giovedì, gli astronomi hanno anche esortato la NASA ad avviare una nuova missione di grande osservatorio e un programma di maturità tecnologica, che svilupperà una serie di veicoli spaziali astrofisici nei prossimi 20-30 anni. Il primo è un telescopio ottico più grande del telescopio spaziale Hubble, che può cercare e studiare i pianeti terrestri nell’universo vicino, forse una “eso-Terra” abitabile. Gli astronomi affermano che solo la NASA può farlo e sottolineano che potrebbe essere pronta nel 2040 con un costo di 11 miliardi di dollari USA.
Queste due raccomandazioni sono le più ampie contenute nel tanto atteso rapporto di 614 pagine “Percorsi di scoperta in astronomia e astrofisica negli anni 2020” pubblicato giovedì dall’Accademia nazionale delle scienze, dall’Accademia di ingegneria e dalla Facoltà di medicina.
Negli ultimi 70 anni, ogni 10 anni, l'Accademia ha sponsorizzato un sondaggio tra la comunità astronomica al fine di stabilire le priorità per i grandi progetti nel prossimo decennio. Come tutti sappiamo, l’indagine decennale ha attirato l’attenzione del Congresso, della NASA, della National Science Foundation e del Dipartimento dell’Energia.
Il lavoro di quest'anno è un ramo di Astronomia di Fiona A. Harrison del California Institute of Technology e Robert C. Astronomy dell'Università dell'Arizona e della Texas A&M University. Per l'indagine sono stati presentati un totale di 860 libri bianchi, che descrivono possibili telescopi, missioni spaziali che dovrebbero essere lanciate, esperimenti o osservazioni che dovrebbero essere condotti e la diversità delle questioni che la comunità astronomica dovrebbe affrontare.
Il dottor Harrison ha affermato in un'intervista che il loro comitato aveva cercato di trovare un equilibrio tra l'ambizione e il tempo e il denaro necessari per questi progetti. Ad esempio, sono state proposte diverse idee sui veicoli spaziali per l'esplorazione planetaria. Alcuni sono troppo grandi, altri sono troppo piccoli; alcuni impiegano un secolo per essere eseguiti. Il team non ne ha scelto uno, ma ha chiesto alla comunità e alla NASA di avere un'idea per un telescopio spaziale di 6 metri di diametro. (Lo specchio primario di Hubbleo ha un diametro di 2,4 metri.)
“Si tratta essenzialmente di un’esplorazione ambiziosa”, ha aggiunto. “Solo la NASA e solo gli Stati Uniti possono farlo. Crediamo di potercela fare”.
Matt Mountain, presidente dell'Association for University Astronomy Research (AURA), che gestisce l'osservatorio per la National Science Foundation, ha descritto il rapporto decennale come "molto audace" in una e-mail. “E per decenni non hanno esitato ad articolare una visione, che è in realtà ciò di cui ha bisogno e che deve realizzare”.
L'indagine decennale ha un record di successo. Il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale James Webb, lanciati nel 1990 e ancora in funzione (progettati per vedere l'inizio dei tempi, e il cui lancio è previsto per il mese prossimo), hanno beneficiato di ottimi risultati nella precedente indagine decennale .
Pertanto, le comunità di astronomia e astrofisica attendono con impazienza i risultati di ogni nuova indagine. "Il comitato è sempre stato molto confidenziale", ha detto Natalie Batalha, professoressa all'Università della California, Santa Cruz, in una e-mail alla vigilia del rapporto. Era sul pianeta Kepler della NASA. Ha svolto un ruolo di primo piano nell'attività di ricerca. “Onestamente non ho sentito nulla. Non vedo l'ora di aspettare."
Nel suo rapporto di giovedì, il college ha elencato tre obiettivi scientifici generali per i prossimi dieci anni: la ricerca di pianeti abitabili e di vita; lo studio dei buchi neri e delle stelle di neutroni, che sono le cause degli eventi più violenti della natura; e lo sviluppo delle galassie. Crescita ed evoluzione.
Il rapporto afferma: “I prossimi decenni metteranno l’umanità sulla strada per determinare se siamo soli”. “La vita sulla Terra potrebbe essere il risultato di un processo comune, oppure potrebbe richiedere una serie di ambienti insoliti che siamo l’unica creatura nella galassia e persino nell’universo. Qualsiasi risposta è profonda”.
L'idea del progetto Very Large Telescope è ambiziosa perché prevede un mix di due progetti di telescopi concorrenti, vale a dire il telescopio da 30 metri previsto per la cima del Mauna Kea alle Hawaii o nelle Isole Canarie in Spagna, e il gigantesco telescopio Magellano in corso. In Cile.
Entrambi i telescopi rappresentano un’enorme cooperazione internazionale e il prodotto da sogno della raccolta di fondi e del reclutamento di partner negli ultimi dieci anni. Il volume di questi due telescopi è circa tre volte quello di qualsiasi telescopio sulla Terra, e la capacità di identificare stelle deboli e distanti nell'universo è 100 volte più grande. Lavorando insieme, possono risolvere domande profonde sull’universo. Ma nessuno dei due progetti ha raccolto fondi sufficienti, più di 2 miliardi di dollari necessari, per raggiungere i propri obiettivi.
Se questi telescopi non possono essere costruiti, l’Europa cederà la sua leadership nell’astronomia terrestre all’Europa, che sta costruendo un telescopio di 39 metri nel deserto di Atacama in Cile, l’European Very Large Telescope, che dovrebbe entrare in funzione nel 2027. Alcuni astronomi hanno paragonato la cancellazione del progetto americano Superconducting Supercollider del 1993, che affidava il futuro della fisica delle particelle al CERN e al Large Hadron Collider di Ginevra.
Se la National Science Foundation investirà nel completamento di questi due telescopi, otterrà una grande quantità di tempo di osservazione, che sarà assegnato agli astronomi americani.
Il dottor Harrison ha detto: “Questi due telescopi si trovano negli emisferi opposti e hanno design completamente diversi. Sono molto adatti per studi complementari dell’universo.” “È impensabile immaginare che gli Stati Uniti non riescano ad ottenerlo”.
Ci aspettano grandi sfide. La gigantesca squadra Magellano ha fatto irruzione in Cile, ma il progresso del telescopio da 30 metri è stato ostacolato dalle proteste e dai blocchi dei nativi hawaiani e di altri gruppi. È stato designato un sito alternativo a La Palma, nelle Isole Canarie.
Considerata l’attuale enfasi sulle infrastrutture e il budget scientifico in continua crescita, gli astronomi sperano che le stelle si allineeranno con la loro visione audace. Ma sono stati turbati dalla storia dei superamenti dei costi. Il più notevole è il telescopio spaziale James Webb. Dopo anni di ritardo, il telescopio sarà finalmente lanciato a dicembre con un prezzo finale di 10 miliardi di dollari.
"Tutto questo è avvolto nel JWST: l'intero piano sarà basato sul suo successo", ha affermato Michael Turner, cosmologo e veterano delle indagini da dieci anni che ora lavora presso la Kavli Foundation di Los Angeles. "Dita incrociate."
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Orario di pubblicazione: 15 novembre 2021
