Nằm trong danh sách mong muốn của các nhà thiên văn học trong mười năm tới: hai kính viễn vọng khổng lồ và một kính viễn vọng không gian để tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất và một thế giới có thể sinh sống được.
Các nhà thiên văn học Mỹ hôm thứ Năm đã kêu gọi Hoa Kỳ đầu tư vào một thế hệ kính thiên văn “siêu lớn” mới trị giá hàng tỷ đô la. Những kính thiên văn này sẽ lớn hơn bất kỳ kính thiên văn nào hiện có trên Trái đất hoặc trên quỹ đạo không gian.
Khoản đầu tư này sẽ đòi hỏi sự cứu rỗi và sự kết hợp nỗ lực của hai dự án cạnh tranh nhau là kính viễn vọng Magellan khổng lồ và kính viễn vọng 30 mét. Sau khi hoàn thành, độ nhạy của các kính thiên văn có đường kính tụ quang chính 25 mét và 30 mét này sẽ cao hơn khoảng 100 lần so với bất kỳ kính thiên văn nào hiện đang được sử dụng.
Chúng sẽ cho phép các nhà thiên văn quan sát sâu hơn lõi của các thiên hà xa xôi, nơi các lỗ đen khổng lồ di chuyển và phun ra năng lượng; điều tra những bí ẩn của vật chất tối và năng lượng tối; và nghiên cứu các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác ngoài mặt trời. Có lẽ quan trọng hơn là họ có thể đặt ra những câu hỏi mới về bản chất của vũ trụ.
Nhưng các nhà thiên văn học đã cố gắng gây quỹ đủ trong nhiều năm để thực hiện ước mơ của họ. Trong đề xuất mới, Quỹ Khoa học Quốc gia sẽ cung cấp 1,6 tỷ đô la Mỹ để hoàn thành hai dự án này và sau đó giúp vận hành chúng như một phần của dự án mới mang tên Kính thiên văn Rất lớn Hoa Kỳ.
Hôm thứ Năm, các nhà thiên văn học cũng kêu gọi NASA bắt đầu một chương trình trưởng thành về công nghệ và sứ mệnh quan sát lớn mới, chương trình này sẽ phát triển một loạt tàu vũ trụ vật lý thiên văn trong 20 đến 30 năm tới. Đầu tiên là kính thiên văn quang học lớn hơn Kính viễn vọng Không gian Hubble, có thể tìm kiếm và nghiên cứu các hành tinh đất đá trong vũ trụ gần đó - có thể là một “Trái đất ngoài hành tinh” có thể sinh sống được. Các nhà thiên văn học cho rằng chỉ NASA mới có thể làm được điều này và chỉ ra rằng nó có thể sẵn sàng vào năm 2040 với chi phí 11 tỷ USD.
Hai khuyến nghị này là khuyến nghị lớn nhất trong báo cáo dài 614 trang được chờ đợi từ lâu “Con đường khám phá thiên văn học và vật lý thiên văn trong những năm 2020” do Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, Viện Hàn lâm Kỹ thuật và Trường Y ban hành hôm thứ Năm.
Trong 70 năm qua, cứ 10 năm một lần, Viện Hàn lâm lại tài trợ cho một cuộc khảo sát của cộng đồng thiên văn học nhằm đặt ra ưu tiên cho những hạng mục lớn trong thập kỷ tới. Như chúng ta đã biết, cuộc điều tra kéo dài 10 năm đã thu hút sự chú ý của Quốc hội, NASA, Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng.
Công trình năm nay là một nhánh của Thiên văn học của Fiona A. Harrison thuộc Viện Công nghệ California và Robert C. Thiên văn học của Đại học Arizona và Đại học Texas A&M. Tổng cộng có 860 sách trắng đã được gửi cho cuộc khảo sát, mô tả các kính thiên văn khả thi, các sứ mệnh không gian nên được phóng, các thí nghiệm hoặc quan sát nên được tiến hành và tính đa dạng của các vấn đề mà cộng đồng thiên văn học nên giải quyết.
Tiến sĩ Harrison cho biết trong một cuộc phỏng vấn rằng ủy ban của họ đã cố gắng đạt được sự cân bằng giữa tham vọng và thời gian cũng như tiền bạc cần thiết cho những dự án này. Ví dụ, một số ý tưởng về tàu vũ trụ thám hiểm hành tinh đã được đề xuất. Một số thì quá lớn, một số thì quá nhỏ; một số phải mất cả thế kỷ để thực hiện. Nhóm nghiên cứu không chọn một trong số đó mà yêu cầu cộng đồng và NASA đưa ra ý tưởng về kính viễn vọng không gian có đường kính 6 mét. (Gương chính Hubbleos có đường kính 2,4 mét.)
“Đây thực chất là một cuộc khám phá đầy tham vọng,” cô nói thêm. “Chỉ có NASA và chỉ có Hoa Kỳ mới có thể làm được điều này. Chúng tôi tin mình có thể làm được”.
Matt Mountain, chủ tịch Hiệp hội Nghiên cứu Thiên văn Đại học (AURA), cơ quan điều hành đài thiên văn cho Quỹ Khoa học Quốc gia, đã mô tả báo cáo 10 năm là “rất táo bạo” trong một email. “Và họ đã không né tránh việc đưa ra một tầm nhìn trong nhiều thập kỷ, đó thực sự là những gì họ cần và cần thực hiện.”
Cuộc khảo sát kéo dài 10 năm đã đạt được thành công. Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kính viễn vọng Không gian James Webb, được phóng vào năm 1990 và vẫn đang hoạt động - được thiết kế để nhìn thấy sự khởi đầu của thời gian và dự kiến phóng vào tháng tới - đã được hưởng lợi từ thứ hạng cao trong cuộc khảo sát kéo dài 10 năm trước đó .
Vì vậy, cộng đồng thiên văn học và vật lý thiên văn đang háo hức chờ đợi kết quả của mỗi cuộc điều tra mới. Natalie Batalha, giáo sư tại Đại học California, Santa Cruz, cho biết trong một email vào đêm trước báo cáo: “Ủy ban luôn rất bí mật. Cô ấy đã ở trên Hành tinh Kepler của NASA. Đóng vai trò dẫn đầu trong nhiệm vụ tìm kiếm. “Thành thật mà nói, tôi không nghe thấy gì cả. Tôi nóng lòng muốn chờ đợi.”
Trong báo cáo hôm thứ Năm, trường đã liệt kê ba mục tiêu khoa học tổng thể trong mười năm tới: tìm kiếm các hành tinh và sự sống có thể ở được; nghiên cứu về lỗ đen và sao neutron, nguyên nhân gây ra những sự kiện bạo lực nhất trong tự nhiên; và sự phát triển của các thiên hà. Tăng trưởng và tiến hóa.
Báo cáo nêu rõ: “Vài thập kỷ tới sẽ đưa nhân loại vào con đường xác định xem liệu chúng ta có đơn độc hay không”. “Sự sống trên Trái đất có thể là kết quả của một quá trình chung, hoặc nó có thể đòi hỏi một loạt môi trường khác thường mà chúng ta là sinh vật duy nhất trong thiên hà và thậm chí cả vũ trụ. Câu trả lời nào cũng sâu sắc.”
Ý tưởng về dự án Kính viễn vọng Rất lớn đầy tham vọng vì nó liên quan đến sự kết hợp của hai dự án kính thiên văn cạnh tranh, đó là kính viễn vọng 30 mét được lên kế hoạch cho đỉnh Mauna Kea ở Hawaii hoặc Quần đảo Canary ở Tây Ban Nha và kính viễn vọng Magellan khổng lồ đang được triển khai. Trong nước chi Lê.
Cả hai kính thiên văn đều là sự hợp tác quốc tế lớn và là sản phẩm mơ ước gây quỹ và tuyển dụng đối tác trong mười năm qua. Thể tích của hai kính thiên văn này gấp khoảng ba lần so với bất kỳ kính thiên văn nào trên Trái đất và khả năng xác định các ngôi sao mờ và ở xa trong vũ trụ gấp 100 lần kích thước của nó. Bằng cách làm việc cùng nhau, họ có thể giải quyết những câu hỏi sâu sắc về vũ trụ. Nhưng cả hai dự án đều chưa huy động đủ vốn và cần hơn 2 tỷ USD để đạt được mục tiêu.
Nếu những kính thiên văn này không thể được chế tạo, Châu Âu sẽ chuyển giao vai trò lãnh đạo thiên văn học trên mặt đất cho Châu Âu, quốc gia đang xây dựng một kính thiên văn 39 mét ở sa mạc Chileos Atacama - Kính viễn vọng Rất Lớn của Châu Âu - dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2027. Một số nhà thiên văn học đã so sánh việc hủy bỏ Dự án Siêu máy gia tốc siêu dẫn của Mỹ năm 1993, dự án đã giao phó tương lai của vật lý hạt cho CERN và Máy va chạm Hadron lớn ở Geneva.
Nếu Quỹ Khoa học Quốc gia đầu tư vào việc hoàn thiện hai kính thiên văn này thì sẽ thu được một lượng lớn thời gian quan sát sẽ được phân bổ cho các nhà thiên văn học Mỹ.
Tiến sĩ Harrison cho biết: “Hai kính thiên văn này nằm ở hai bán cầu đối diện nhau và có thiết kế hoàn toàn khác nhau. Chúng rất thích hợp cho những nghiên cứu bổ sung về vũ trụ.” “Không thể tưởng tượng được rằng Hoa Kỳ sẽ không thể có được nó.”
Những thách thức lớn đang chờ đợi chúng ta. Nhóm Magellan khổng lồ đã khởi công ở Chile, nhưng tiến độ xây dựng kính thiên văn 30 mét đã bị cản trở bởi các cuộc biểu tình và phong tỏa của người Hawaii bản địa và các nhóm khác. Một địa điểm thay thế đã được chỉ định ở La Palma, Quần đảo Canary.
Với sự chú trọng hiện nay vào cơ sở hạ tầng và ngân sách khoa học ngày càng tăng, các nhà thiên văn học hy vọng rằng các ngôi sao sẽ phù hợp với tầm nhìn táo bạo của họ. Nhưng họ đã gặp rắc rối bởi lịch sử vượt chi phí. Đáng chú ý nhất là Kính viễn vọng Không gian James Webb. Sau nhiều năm trì hoãn, kính viễn vọng cuối cùng sẽ được phóng vào tháng 12 với mức giá cuối cùng là 10 tỷ USD.
Michael Turner, một nhà vũ trụ học và cựu chiến binh khảo sát mười năm hiện đang làm việc tại Kavli Foundation ở Los Angeles, cho biết: “Tất cả những điều này đều được bao hàm trong JWST - toàn bộ kế hoạch sẽ dựa trên sự thành công của nó”. “Bắt chéo ngón tay.”
Không bao giờ bỏ lỡ nhật thực, mưa sao băng, phóng tên lửa hoặc bất kỳ sự kiện thiên văn và không gian nào khác ngoài thế giới này.
Thời gian đăng: 15-11-2021
