Pada senarai keinginan ahli astronomi untuk sepuluh tahun akan datang: dua teleskop gergasi dan teleskop angkasa untuk mencari kehidupan di luar Bumi dan dunia yang boleh dihuni.
Ahli astronomi Amerika pada hari Khamis menyeru Amerika Syarikat untuk melabur dalam generasi baharu teleskop "super-besar" bernilai berbilion dolar. Teleskop ini akan lebih besar daripada mana-mana teleskop yang ada di Bumi atau di orbit angkasa lepas.
Pelaburan ini memerlukan penyelamatan dan gabungan usaha dua projek yang bersaing, iaitu teleskop gergasi Magellan dan teleskop 30 meter. Setelah selesai, sensitiviti teleskop ini dengan diameter pemeluwap utama 25 meter dan 30 meter akan menjadi kira-kira 100 kali lebih tinggi daripada mana-mana teleskop yang sedang digunakan.
Ia akan membolehkan ahli astronomi memerhati teras galaksi jauh secara mendalam, di mana lubang hitam besar berkeliaran dan mengeluarkan tenaga; menyiasat misteri jirim gelap dan tenaga gelap; dan mengkaji planet di sekeliling bintang selain matahari. Mungkin yang lebih penting, mereka boleh menimbulkan persoalan baharu tentang sifat alam semesta.
Tetapi ahli astronomi telah cuba mengumpul dana yang mencukupi selama bertahun-tahun untuk memenuhi impian mereka. Dalam cadangan baharu itu, Yayasan Sains Kebangsaan akan menyediakan 1.6 bilion dolar AS untuk menyiapkan kedua-dua projek ini, dan kemudian membantu menjalankannya sebagai sebahagian daripada projek baharu yang dipanggil Teleskop Sangat Besar AS.
Pada hari Khamis, ahli astronomi juga menggesa NASA untuk memulakan misi pemerhatian besar dan program kematangan teknologi baru, yang akan membangunkan satu siri kapal angkasa astrofizik dalam tempoh 20 hingga 30 tahun akan datang. Yang pertama ialah teleskop optik yang lebih besar daripada Teleskop Angkasa Hubble, yang boleh mencari dan mengkaji planet terestrial di alam semesta berdekatan-mungkin "exo-Earth" yang boleh dihuni. Ahli astronomi mengatakan bahawa hanya NASA boleh melakukan ini, dan menunjukkan bahawa ia mungkin siap pada 2040 dengan kos 11 bilion dolar AS.
Kedua-dua pengesyoran ini adalah yang terbesar dalam laporan 614 halaman yang telah lama ditunggu-tunggu "Laluan Penemuan dalam Astronomi dan Astrofizik pada 2020-an" yang dikeluarkan oleh Akademi Sains Kebangsaan, Akademi Kejuruteraan dan Pusat Pengajian Perubatan pada hari Khamis.
Dalam tempoh 70 tahun yang lalu, setiap 10 tahun, akademi telah menaja tinjauan komuniti astronomi untuk menetapkan keutamaan untuk item besar dalam dekad yang akan datang. Seperti yang kita sedia maklum, penyiasatan selama sepuluh tahun telah menarik perhatian Kongres, NASA, Yayasan Sains Kebangsaan dan Jabatan Tenaga.
Karya tahun ini ialah cabang Astronomi oleh Fiona A. Harrison dari California Institute of Technology dan Robert C. Astronomy dari University of Arizona dan Texas A&M University. Sebanyak 860 kertas putih telah diserahkan untuk tinjauan, menerangkan kemungkinan teleskop, misi angkasa lepas yang perlu dilancarkan, eksperimen atau pemerhatian yang perlu dijalankan, dan kepelbagaian isu yang harus ditangani oleh komuniti astronomi.
Dr Harrison berkata dalam temu bual bahawa jawatankuasa mereka telah cuba menyeimbangkan antara cita-cita dan masa serta wang yang diperlukan untuk projek-projek ini. Sebagai contoh, beberapa idea tentang kapal angkasa penerokaan planet telah dicadangkan. Ada yang terlalu besar, ada yang terlalu kecil; ada yang mengambil masa satu abad untuk dilaksanakan. Pasukan itu tidak memilih salah satu daripada mereka, tetapi meminta komuniti dan NASA untuk menghasilkan idea untuk teleskop angkasa berdiameter 6 meter. (Cermin utama Hubbleos berdiameter 2.4 meter.)
"Ini pada dasarnya adalah penerokaan yang bercita-cita tinggi," tambahnya. “Hanya NASA dan hanya Amerika Syarikat boleh melakukan ini. Kami percaya kami boleh melakukannya.”
Matt Mountain, pengerusi Persatuan Penyelidikan Astronomi Universiti (AURA), yang mengendalikan balai cerap untuk Yayasan Sains Kebangsaan, menggambarkan laporan sepuluh tahun itu sebagai "sangat berani" dalam e-mel. "Dan mereka tidak segan untuk menyatakan visi selama beberapa dekad, yang sebenarnya adalah apa yang diperlukan dan perlu diambil."
Tinjauan sepuluh tahun mempunyai rekod yang berjaya. Teleskop Angkasa Hubble dan Teleskop Angkasa James Webb, yang dilancarkan pada tahun 1990 dan masih beroperasi direka bentuk untuk melihat permulaan masa, dan dijadualkan untuk dilancarkan bulan depan-telah mendapat manfaat daripada kedudukan tinggi dalam tinjauan sepuluh tahun sebelumnya .
Oleh itu, komuniti astronomi dan astrofizik sedang menunggu keputusan setiap penyiasatan baharu. "Jawatankuasa itu sentiasa sangat sulit," kata Natalie Batalha, seorang profesor di Universiti California, Santa Cruz, dalam e-mel pada malam sebelum laporan itu. Dia berada di NASAos Kepler Planet. Memainkan peranan utama dalam tugas carian. “Sejujurnya, saya tidak mendengar apa-apa. Saya tidak sabar untuk menunggu.”
Dalam laporannya pada Khamis, kolej itu menyenaraikan tiga matlamat saintifik keseluruhan untuk sepuluh tahun akan datang: pencarian planet dan kehidupan yang boleh dihuni; kajian lubang hitam dan bintang neutron, yang merupakan punca kejadian paling ganas di alam semula jadi; dan perkembangan galaksi. Pertumbuhan dan evolusi.
Laporan itu menyatakan: "Beberapa dekad akan datang akan meletakkan manusia di jalan untuk menentukan sama ada kita bersendirian." "Kehidupan di Bumi mungkin hasil daripada proses biasa, atau ia mungkin memerlukan satu siri persekitaran luar biasa bahawa kita adalah satu-satunya makhluk di galaksi dan juga alam semesta. Sebarang jawapan adalah mendalam.”
Idea projek Teleskop Sangat Besar adalah bercita-cita tinggi kerana ia melibatkan gabungan dua projek teleskop yang bersaing, iaitu teleskop 30 meter yang dirancang untuk puncak Mauna Kea di Hawaii atau Kepulauan Canary di Sepanyol, dan teleskop gergasi Magellan yang sedang berjalan. Di Chile.
Kedua-dua teleskop adalah kerjasama antarabangsa yang besar dan produk impian untuk mengumpul dana dan merekrut rakan kongsi dalam tempoh sepuluh tahun yang lalu. Jumlah kedua-dua teleskop ini adalah kira-kira tiga kali ganda daripada mana-mana teleskop di Bumi, dan keupayaan untuk mengenal pasti bintang samar dan jauh di alam semesta adalah 100 kali ganda saiznya. Dengan bekerjasama, mereka boleh menyelesaikan persoalan mendalam tentang alam semesta. Tetapi kedua-dua projek tidak mengumpul dana yang mencukupijlebih daripada $2 bilion yang diperlukan untuk mencapai matlamatnya.
Jika teleskop ini tidak dapat dibina, Eropah akan menyerahkan kepimpinannya dalam astronomi daratan kepada Eropah, yang sedang membina teleskop 39 meter di Chileos Atacama Desert-Teleskop Sangat Besar Eropah-yang dijangka mula beroperasi pada 2027 . Sesetengah ahli astronomi telah membandingkan pembatalan projek Superconducting Supercollider Amerika 1993, yang mempercayakan masa depan fizik zarah kepada CERN dan Large Hadron Collider di Geneva.
Jika Yayasan Sains Kebangsaan melabur dalam menyiapkan kedua-dua teleskop ini, ia akan memperoleh sejumlah besar masa pemerhatian, yang akan diperuntukkan kepada ahli astronomi Amerika.
Dr Harrison berkata: “Kedua-dua teleskop ini terletak di hemisfera bertentangan dan mempunyai reka bentuk yang sama sekali berbeza. Mereka sangat sesuai untuk kajian pelengkap alam semesta." "Tidak terfikir untuk membayangkan bahawa Amerika Syarikat tidak akan dapat memperolehnya."
Cabaran besar menanti kita. Pasukan Magellan gergasi telah memecahkan tanah di Chile, tetapi kemajuan teleskop 30 meter telah dihalang oleh protes dan sekatan oleh penduduk asli Hawaii dan kumpulan lain. Tapak alternatif telah ditetapkan di La Palma, Kepulauan Canary.
Memandangkan penekanan semasa terhadap infrastruktur dan belanjawan saintifik yang semakin meningkat, ahli astronomi berharap bintang-bintang akan sejajar dengan penglihatan berani mereka. Tetapi mereka telah bermasalah dengan sejarah lebihan kos. Yang paling ketara ialah Teleskop Angkasa James Webb. Selepas bertahun-tahun kelewatan, teleskop itu akhirnya akan dilancarkan pada bulan Disember dengan harga akhir AS$10 bilion.
"Semua ini diselubungi JWST-seluruh rancangan akan berdasarkan kejayaannya," kata Michael Turner, ahli kosmologi dan veteran tinjauan sepuluh tahun yang kini bekerja di Yayasan Kavli di Los Angeles. “Bersilang jari.”
Jangan sekali-kali terlepas gerhana matahari, hujan meteor, pelancaran roket atau sebarang peristiwa astronomi dan angkasa lepas di luar dunia ini.
Masa siaran: Nov-15-2021
