På astronomernes ønskeliste for de næste ti år: to gigantiske teleskoper og et rumteleskop til at søge efter liv hinsides Jorden og en beboelig verden.
Amerikanske astronomer opfordrede torsdag USA til at investere i en ny generation af "superstore" teleskoper til en værdi af milliarder af dollars. Disse teleskoper vil være større end nogen teleskoper i øjeblikket på Jorden eller i kredsløb om rummet.
Denne investering vil kræve frelse og en kombination af indsatsen fra to konkurrerende projekter, nemlig det gigantiske Magellan-teleskop og 30-meter-teleskopet. Når de er færdige, vil følsomheden af disse teleskoper med hovedkondensatordiametre på 25 meter og 30 meter være omkring 100 gange højere end noget teleskop, der i øjeblikket er i brug.
De vil gøre det muligt for astronomer at observere kernen af fjerne galakser i dybden, hvor enorme sorte huller strejfer rundt og forstøver energi; undersøge mysterierne om mørkt stof og mørk energi; og studere planeter omkring andre stjerner end solen. Måske endnu vigtigere, de kan rejse nye spørgsmål om universets natur.
Men astronomer har i årevis forsøgt at rejse nok midler til at opfylde deres drømme. I det nye forslag vil National Science Foundation give 1,6 milliarder amerikanske dollars til at fuldføre disse to projekter og derefter hjælpe med at køre dem som en del af et nyt projekt kaldet US Very Large Telescope.
Torsdag opfordrede astronomer også NASA til at starte en ny stor observatoriemission og teknologimodenhedsprogram, som vil udvikle en række astrofysiske rumfartøjer i de næste 20 til 30 år. Det første er et optisk teleskop, der er større end Hubble-rumteleskopet, som kan søge efter og studere jordiske planeter i det nærliggende univers - muligvis en beboelig "exo-jord". Astronomer siger, at kun NASA kan gøre dette, og påpegede, at det kan være klar i 2040 til en pris af 11 milliarder amerikanske dollars.
Disse to anbefalinger er de største i en længe ventet 614-siders rapport "Discovery Pathways in Astronomy and Astrophysics in the 2020s" udgivet af National Academy of Sciences, Academy of Engineering og School of Medicine torsdag.
I de sidste 70 år, hvert 10. år, har akademiet sponsoreret en undersøgelse af astronomisamfundet for at sætte prioriteter for store emner i det næste årti. Som vi alle ved, har den ti år lange undersøgelse tiltrukket sig opmærksomhed fra Kongressen, NASA, National Science Foundation og Department of Energy.
Dette års arbejde er en gren af Astronomy af Fiona A. Harrison fra California Institute of Technology og Robert C. Astronomy fra University of Arizona og Texas A&M University. I alt 860 hvidbøger blev indsendt til undersøgelsen, der beskriver mulige teleskoper, rummissioner, der bør opsendes, eksperimenter eller observationer, der bør udføres, og mangfoldigheden af spørgsmål, som astronomisamfundet bør tage fat på.
Dr. Harrison sagde i et interview, at deres udvalg havde forsøgt at finde en balance mellem ambitioner og den tid og penge, der kræves til disse projekter. For eksempel er flere ideer om planetarisk udforskning af rumfartøjer blevet foreslået. Nogle er for store, nogle er for små; nogle tager et århundrede at udføre. Holdet valgte ikke en af dem, men bad samfundet og NASA om at komme med en idé til et rumteleskop med en diameter på 6 meter. (Hubbleos primære spejl er 2,4 meter i diameter.)
"Dette er i bund og grund en ambitiøs udforskning," tilføjede hun. "Kun NASA og kun USA kan gøre dette. Vi tror på, at vi kan gøre det."
Matt Mountain, formand for Association for University Astronomy Research (AURA), som driver observatoriet for National Science Foundation, beskrev den tiårige rapport som "meget fed" i en e-mail. "Og de veg ikke tilbage for at formulere en vision i årtier, som faktisk er, hvad den har brug for og skal tage."
Den tiårige undersøgelse har en succesrig rekord. Hubble-rumteleskopet og James Webb-rumteleskopet, som blev opsendt i 1990 og stadig er i drift designet til at se tidens begyndelse, og som er planlagt til at blive opsendt i næste måned - har nydt godt af høje placeringer i den foregående ti-årige undersøgelse .
Derfor venter astronomi- og astrofysiksamfundene spændt på resultaterne af hver ny undersøgelse. "Komitéen har altid været meget fortrolig," sagde Natalie Batalha, professor ved University of California, Santa Cruz, i en e-mail på tærsklen til rapporten. Hun var på NASAs Kepler Planet. Spillede en ledende rolle i søgeopgaven. "Helt ærligt, jeg hørte ikke noget. Jeg kan ikke vente med at vente."
I sin rapport torsdag oplistede kollegiet tre overordnede videnskabelige mål for de næste ti år: søgen efter beboelige planeter og liv; studiet af sorte huller og neutronstjerner, som er årsagerne til de mest voldsomme begivenheder i naturen; og udviklingen af galakser. Vækst og evolution.
Rapporten siger: "De næste par årtier vil sætte menneskeheden på en vej til at afgøre, om vi er alene." "Livet på Jorden kan være resultatet af en fælles proces, eller det kan kræve en række usædvanlige miljøer, som vi er Det eneste væsen i galaksen og endda universet. Ethvert svar er dybtgående."
Idéen med Very Large Telescope-projektet er ambitiøs, fordi den involverer en blanding af to konkurrerende teleskopprojekter, nemlig det 30 meter lange teleskop, der er planlagt til toppen af Mauna Kea på Hawaii eller De Kanariske Øer i Spanien, og det igangværende kæmpe Magellan-teleskop. I Chile.
Begge teleskoper er et kæmpe internationalt samarbejde og drømmeproduktet med at rejse midler og rekruttere partnere i de seneste ti år. Volumenet af disse to teleskoper er omkring tre gange større end ethvert teleskop på Jorden, og evnen til at identificere svage og fjerne stjerner i universet er 100 gange dets størrelse. Ved at arbejde sammen kan de løse dybtliggende spørgsmål om universet. Men ingen af projekterne har rejst nok midler mere end 2 milliarder dollars, der er nødvendige for at nå dets mål.
Hvis disse teleskoper ikke kan bygges, vil Europa overdrage sit lederskab inden for terrestrisk astronomi til Europa, som bygger et 39 meter teleskop i Chileos Atacama-ørkenen - det europæiske meget store teleskop - som forventes at starte i drift i 2027. Nogle astronomer har sammenlignet aflysningen af 1993 American Superconducting Supercollider-projektet, som overdrog fremtiden for partikelfysik til CERN og Large Hadron Collider i Genève.
Hvis National Science Foundation investerer i færdiggørelsen af disse to teleskoper, vil det opnå en stor mængde observationstid, som vil blive tildelt amerikanske astronomer.
Dr. Harrison sagde: "Disse to teleskoper er placeret i modsatte halvkugler og har helt forskellige designs. De er meget velegnede til komplementære studier af universet." "Det er utænkeligt at forestille sig, at USA ikke vil være i stand til at opnå det."
Store udfordringer venter os. Det gigantiske Magellan-hold har brudt terræn i Chile, men fremdriften af 30-meter-teleskopet er blevet hindret af protester og blokader fra indfødte hawaiianere og andre grupper. Et alternativt sted er blevet udpeget i La Palma, De Kanariske Øer.
I betragtning af den nuværende vægt på infrastruktur og det stadigt stigende videnskabelige budget, håber astronomer, at stjernerne vil stemme overens med deres dristige vision. Men de har været urolige over historien om omkostningsoverskridelser. Det mest bemærkelsesværdige er James Webb Space Telescope. Efter flere års forsinkelse vil teleskopet endelig blive opsendt i december med en endelig pris på 10 milliarder US$.
"Alt dette er indhyllet i JWST - hele planen vil være baseret på dens succes," sagde Michael Turner, en kosmolog og ti-årig undersøgelsesveteran, som nu arbejder ved Kavli Foundation i Los Angeles. "Med krydsede fingre."
Gå aldrig glip af solformørkelser, meteorregn, raketopsendelser eller andre astronomiske begivenheder og rumbegivenheder uden for denne verden.
Indlægstid: 15. november 2021
