På astronomenes ønskeliste for de neste ti årene: to gigantiske teleskoper og et romteleskop for å lete etter liv utenfor jorden og en beboelig verden.
Amerikanske astronomer ba torsdag USA om å investere i en ny generasjon "superstore" teleskoper verdt milliarder av dollar. Disse teleskopene vil være større enn noen teleskoper som er på jorden eller i rombane.
Denne investeringen vil kreve frelse og en kombinasjon av innsatsen til to konkurrerende prosjekter, nemlig det gigantiske Magellan-teleskopet og 30-metersteleskopet. Når de er ferdige, vil følsomheten til disse teleskopene med hovedkondensatordiametere på 25 meter og 30 meter være omtrent 100 ganger høyere enn noe teleskop som er i bruk.
De vil gjøre det mulig for astronomer å observere kjernen av fjerne galakser i dybden, der enorme sorte hull streifer rundt og forstøver energi; undersøk mysteriene til mørk materie og mørk energi; og studere planeter rundt andre stjerner enn solen. Kanskje enda viktigere, de kan reise nye spørsmål om universets natur.
Men astronomer har prøvd å skaffe nok midler i årevis til å oppfylle drømmene sine. I det nye forslaget vil National Science Foundation gi 1,6 milliarder amerikanske dollar for å fullføre disse to prosjektene, og deretter hjelpe til med å drive dem som en del av et nytt prosjekt kalt US Very Large Telescope.
Torsdag oppfordret astronomer også NASA til å starte et nytt stort observatorieoppdrag og teknologimodenhetsprogram, som vil utvikle en serie astrofysiske romfartøyer i løpet av de neste 20 til 30 årene. Det første er et optisk teleskop som er større enn Hubble-romteleskopet, som kan søke etter og studere jordiske planeter i det nærliggende universet - muligens en beboelig "ekso-jord". Astronomer sier at bare NASA kan gjøre dette, og påpekte at det kan være klart i 2040 til en pris av 11 milliarder amerikanske dollar.
Disse to anbefalingene er de største i en etterlengtet 614-siders rapport «Discovery Pathways in Astronomy and Astrophysics in the 2020s» utstedt av National Academy of Sciences, Academy of Engineering og School of Medicine på torsdag.
I løpet av de siste 70 årene, hvert 10. år, har akademiet sponset en undersøkelse av astronomimiljøet for å sette prioriteringer for store gjenstander i det neste tiåret. Som vi alle vet, har den ti år lange etterforskningen tiltrukket seg oppmerksomheten til Kongressen, NASA, National Science Foundation og Department of Energy.
Årets arbeid er en gren av Astronomy av Fiona A. Harrison fra California Institute of Technology og Robert C. Astronomy ved University of Arizona og Texas A&M University. Totalt ble det sendt inn 860 hvitebøker for undersøkelsen, som beskrev mulige teleskoper, romoppdrag som bør lanseres, eksperimenter eller observasjoner som bør utføres, og mangfoldet av spørsmål som astronomimiljøet bør ta opp.
Dr. Harrison sa i et intervju at komiteen deres hadde forsøkt å finne en balanse mellom ambisjoner og tiden og pengene som kreves for disse prosjektene. For eksempel har flere ideer om planetariske utforskningsromfartøyer blitt foreslått. Noen er for store, noen er for små; noen tar et århundre å utføre. Teamet valgte ikke en av dem, men ba samfunnet og NASA komme med en idé til et romteleskop med en diameter på 6 meter. (Hubbleos primære speil er 2,4 meter i diameter.)
"Dette er egentlig en ambisiøs utforskning," la hun til. «Bare NASA og bare USA kan gjøre dette. Vi tror vi kan gjøre det."
Matt Mountain, styreleder for Association for University Astronomy Research (AURA), som driver observatoriet for National Science Foundation, beskrev tiårsrapporten som "veldig dristig" i en e-post. "Og de vek ikke unna å artikulere en visjon i flere tiår, som faktisk er det den trenger og må ta."
Den tiårige undersøkelsen har en vellykket rekord. Hubble-romteleskopet og James Webb-romteleskopet, som ble skutt opp i 1990 og fortsatt er i drift designet for å se tidenes begynnelse, og som er planlagt lansert neste måned - har dratt nytte av høye rangeringer i den forrige tiårsundersøkelsen .
Derfor venter astronomi- og astrofysikkmiljøene spent på resultatene av hver ny undersøkelse. "Komiteen har alltid vært veldig konfidensiell," sa Natalie Batalha, professor ved University of California, Santa Cruz, i en e-post på tampen av rapporten. Hun var på NASAs Kepler Planet. Spilte en ledende rolle i søkeoppgaven. «Ærlig talt, jeg hørte ikke noe. Jeg gleder meg til å vente."
I sin rapport torsdag listet høgskolen opp tre overordnede vitenskapelige mål for de neste ti årene: søket etter beboelige planeter og liv; studiet av sorte hull og nøytronstjerner, som er årsakene til de mest voldelige hendelsene i naturen; og utviklingen av galakser. Vekst og evolusjon.
Rapporten sier: «De neste tiårene vil sette menneskeheten på en vei for å avgjøre om vi er alene.» "Livet på jorden kan være et resultat av en felles prosess, eller det kan kreve en rekke uvanlige miljøer som vi er den eneste skapningen i galaksen og til og med universet. Ethvert svar er dyptgående."
Ideen med Very Large Telescope-prosjektet er ambisiøs fordi det involverer en blanding av to konkurrerende teleskopprosjekter, nemlig det 30 meter lange teleskopet som er planlagt på toppen av Mauna Kea på Hawaii eller Kanariøyene i Spania, og det pågående gigantiske Magellan-teleskopet. I Chile.
Begge teleskopene er et enormt internasjonalt samarbeid og drømmeproduktet med å skaffe midler og rekruttere partnere de siste ti årene. Volumet til disse to teleskopene er omtrent tre ganger større enn ethvert teleskop på jorden, og evnen til å identifisere svake og fjerne stjerner i universet er 100 ganger størrelsen. Ved å jobbe sammen kan de løse dyptliggende spørsmål om universet. Men ingen av prosjektene har samlet inn nok midler mer enn 2 milliarder dollar som trengs for å nå sine mål.
Hvis disse teleskopene ikke kan bygges, vil Europa overlate ledelsen innen terrestrisk astronomi til Europa, som bygger et 39-meters teleskop i Chileos Atacama-ørkenen – European Very Large Telescope – som forventes å starte i drift i 2027. Noen astronomer har sammenlignet kanselleringen av American Superconducting Supercollider-prosjektet fra 1993, som betrodde fremtiden til partikkelfysikk til CERN og Large Hadron Collider i Genève.
Hvis National Science Foundation investerer i ferdigstillelsen av disse to teleskopene, vil det oppnå en stor mengde observasjonstid, som vil bli tildelt amerikanske astronomer.
Dr. Harrison sa: "Disse to teleskopene er plassert i motsatte halvkuler og har helt forskjellige design. De er veldig egnet for komplementære studier av universet.» "Det er utenkelig å forestille seg at USA ikke vil være i stand til å få det."
Store utfordringer venter oss. Det gigantiske Magellan-teamet har brutt terreng i Chile, men fremdriften til 30 meter-teleskopet har blitt hindret av protester og blokader fra innfødte Hawaiianere og andre grupper. Et alternativt sted er utpekt i La Palma, Kanariøyene.
Gitt den nåværende vektleggingen av infrastruktur og det stadig økende vitenskapelige budsjettet, håper astronomer at stjernene vil stemme med deres dristige visjon. Men de har vært plaget av historien om kostnadsoverskridelser. Det mest bemerkelsesverdige er James Webb-romteleskopet. Etter år med forsinkelser vil teleskopet endelig bli lansert i desember med en sluttpris på 10 milliarder dollar.
"Alt dette er innhyllet i JWST - hele planen vil være basert på dens suksess," sa Michael Turner, en kosmolog og ti-årig undersøkelsesveteran som nå jobber ved Kavli Foundation i Los Angeles. "Fingrene krysset."
Gå aldri glipp av solformørkelser, meteorskurer, rakettoppskytinger eller andre astronomiske hendelser og rombegivenheter utenfor denne verden.
Innleggstid: 15. november 2021
