Na seznamu želja astronomov za naslednjih deset let: dva velikanska teleskopa in vesoljski teleskop za iskanje življenja zunaj Zemlje in naseljivega sveta.
Ameriški astronomi so v četrtek pozvali ZDA, naj vlagajo v novo generacijo "super velikih" teleskopov, vrednih milijarde dolarjev. Ti teleskopi bodo večji od vseh teleskopov, ki so trenutno na Zemlji ali v vesoljski orbiti.
Ta naložba bo zahtevala rešitev in kombinacijo prizadevanj dveh konkurenčnih projektov, in sicer velikega teleskopa Magellan in 30-metrskega teleskopa. Ko bodo dokončani, bo občutljivost teh teleskopov s premeroma glavnega kondenzatorja 25 metrov in 30 metrov približno 100-krat višja od vseh teleskopov, ki so trenutno v uporabi.
Astronomom bodo omogočili opazovanje jedra oddaljenih galaksij v globino, kjer tavajo ogromne črne luknje in razpršujejo energijo; raziskati skrivnosti temne snovi in temne energije; in preučevanje planetov okoli zvezd, ki niso sonce. Morda je še pomembneje, da lahko sprožijo nova vprašanja o naravi vesolja.
Toda astronomi že leta poskušajo zbrati dovolj sredstev za uresničitev svojih sanj. V novem predlogu bo Nacionalna znanstvena fundacija zagotovila 1,6 milijarde ameriških dolarjev za dokončanje teh dveh projektov in ju nato pomagala izvajati kot del novega projekta, imenovanega US Very Large Telescope.
V četrtek so astronomi tudi pozvali Naso, naj začne novo veliko observatorijsko misijo in program zrelosti tehnologije, ki bo v naslednjih 20 do 30 letih razvil vrsto astrofizičnih vesoljskih plovil. Prvi je optični teleskop, večji od Hubblovega vesoljskega teleskopa, ki lahko išče in preučuje zemeljske planete v bližnjem vesolju – morda naseljivo »ekso-Zemljo«. Astronomi pravijo, da lahko to stori le NASA, in poudarjajo, da bo morda pripravljen leta 2040 po ceni 11 milijard ameriških dolarjev.
Ti dve priporočili sta največji v dolgo pričakovanem 614-stranskem poročilu »Poti odkrivanja v astronomiji in astrofiziki v 2020-ih«, ki so ga v četrtek izdali Nacionalna akademija znanosti, Inženirska akademija in Medicinska fakulteta.
V zadnjih 70 letih je akademija vsakih 10 let sponzorirala raziskavo astronomske skupnosti, da bi določila prednostne naloge za velike predmete v naslednjem desetletju. Kot vsi vemo, je desetletna preiskava pritegnila pozornost kongresa, Nase, Nacionalne znanstvene fundacije in Ministrstva za energijo.
Letošnje delo je veja astronomije Fione A. Harrison s Kalifornijskega inštituta za tehnologijo in Roberta C. Astronomije z Univerze v Arizoni in Teksaške univerze A&M. Za raziskavo je bilo predloženih skupno 860 belih knjig, ki opisujejo možne teleskope, vesoljske misije, ki bi jih bilo treba izstreliti, poskuse ali opazovanja, ki bi jih bilo treba izvesti, in raznolikost vprašanj, s katerimi bi se morala ukvarjati astronomska skupnost.
Dr. Harrison je v intervjuju dejal, da je njihov odbor poskušal najti ravnovesje med ambicijami ter časom in denarjem, ki sta potrebna za te projekte. Predlaganih je bilo na primer več idej o vesoljskih plovilih za raziskovanje planetov. Nekatere so prevelike, nekatere premajhne; nekateri potrebujejo celo stoletje za izvršitev. Ekipa ni izbrala enega od njih, ampak je prosila skupnost in Naso, naj pripravijo idejo za vesoljski teleskop s premerom 6 metrov. (Hubbleosovo glavno ogledalo ima premer 2,4 metra.)
"To je v bistvu ambiciozno raziskovanje," je dodala. »Samo NASA in samo Združene države lahko to storijo. Verjamemo, da zmoremo.”
Matt Mountain, predsednik Združenja za univerzitetne astronomske raziskave (AURA), ki vodi observatorij za Nacionalno znanstveno fundacijo, je desetletno poročilo v elektronskem sporočilu opisal kot "zelo drzno". "In desetletja se niso izogibali artikulaciji vizije, ki je pravzaprav tisto, kar potrebuje in mora sprejeti."
Desetletna raziskava je uspešna. Vesoljska teleskopa Hubble in vesoljski teleskop Jamesa Webba, ki sta bila izstreljena leta 1990 in še vedno delujeta – zasnovana tako, da vidita začetek časa, izstrelitev pa naj bi bila predvidena naslednji mesec – sta dosegla visoka mesta v prejšnji desetletni raziskavi. .
Zato astronomska in astrofizikalna skupnost nestrpno pričakujeta rezultate vsake nove preiskave. "Odbor je bil vedno zelo zaupen," je Natalie Batalha, profesorica na kalifornijski univerzi v Santa Cruzu, dejala v elektronskem sporočilu na predvečer poročila. Bila je na planetu NASA Kepler. Imel vodilno vlogo pri iskalni nalogi. »Iskreno povedano, ničesar nisem slišal. Komaj čakam, da počakam.”
V četrtkovem poročilu je kolegij navedel tri splošne znanstvene cilje za naslednjih deset let: iskanje naseljivih planetov in življenja; preučevanje črnih lukenj in nevtronskih zvezd, ki so vzroki za najbolj burna dogajanja v naravi; in razvoj galaksij. Rast in razvoj.
Poročilo navaja: »Naslednjih nekaj desetletij bo človeštvo postavilo na pot, da ugotovi, ali smo sami.« »Življenje na Zemlji je lahko rezultat običajnega procesa ali pa zahteva niz nenavadnih okolij, da smo edino bitje v galaksiji in celo vesolju. Vsak odgovor je globok.”
Zamisel o projektu zelo velikega teleskopa je ambiciozna, saj vključuje mešanico dveh konkurenčnih projektov teleskopa, in sicer 30-metrskega teleskopa, načrtovanega za vrh Mauna Kea na Havajih ali Kanarskih otokov v Španiji, in tekočega velikanskega teleskopa Magellan. V Čilu.
Oba teleskopa sta veliko mednarodno sodelovanje in sanjski produkt zbiranja sredstev in novačenja partnerjev v zadnjih desetih letih. Prostornina teh dveh teleskopov je približno trikrat večja od katerega koli teleskopa na Zemlji, zmožnost prepoznavanja šibkih in oddaljenih zvezd v vesolju pa je 100-krat večja od njegove velikosti. S sodelovanjem lahko rešita globoko zakoreninjena vprašanja o vesolju. Toda noben projekt ni zbral dovolj sredstev, več kot 2 milijardi dolarjev, potrebnih za dosego svojih ciljev.
Če teh teleskopov ne bo mogoče zgraditi, bo Evropa predala svoje vodstvo v zemeljski astronomiji Evropi, ki gradi 39-metrski teleskop v čilejski puščavi Atacama – Evropski zelo veliki teleskop –, ki naj bi začel delovati leta 2027. Nekateri astronomi so primerjali odpoved ameriškega projekta superprevodnega supertrkalnika iz leta 1993, ki je prihodnost fizike delcev zaupal CERN-u in velikemu hadronskemu trkalniku v Ženevi.
Če bo Nacionalna znanstvena fundacija investirala v dokončanje teh dveh teleskopov, bo pridobila veliko časa za opazovanje, ki bo namenjen ameriškim astronomom.
Dr. Harrison je dejal: »Ta dva teleskopa se nahajata na nasprotnih hemisferah in imata popolnoma različno obliko. Zelo so primerni za komplementarne študije vesolja.« "Nepredstavljivo si je predstavljati, da ga Združene države ne bodo mogle dobiti."
Čakajo nas veliki izzivi. Velikanska ekipa Magellan je v Čilu naredila prve korake, vendar so napredek 30-metrskega teleskopa ovirali protesti in blokade domorodnih Havajcev in drugih skupin. Nadomestno mesto je bilo določeno v La Palmi na Kanarskih otokih.
Glede na trenutni poudarek na infrastrukturi in vedno večji znanstveni proračun astronomi upajo, da se bodo zvezde uskladile z njihovo drzno vizijo. Vendar jih je motila zgodovina prekoračitev stroškov. Najbolj opazen je vesoljski teleskop James Webb. Po letih zamude bo teleskop končno lansiran decembra s končno ceno 10 milijard ameriških dolarjev.
"Vse to je zavito v JWST - celoten načrt bo temeljil na njegovem uspehu," je dejal Michael Turner, kozmolog in desetletni raziskovalni veteran, ki zdaj dela v fundaciji Kavli v Los Angelesu. "Držim pesti."
Nikoli ne zamudite sončnih mrkov, meteorskih rojev, izstrelitev raket ali drugih astronomskih in vesoljskih dogodkov zunaj tega sveta.
Čas objave: 15. nov. 2021
