Plan nou de 10 ani pentru univers

Astronomii americani au cerut, joi, națiunii să investească într-o nouă generație de telescoape „extrem de masive” de miliarde de dolari, care ar fi mai mari decât orice telescoape aflate acum pe Pământ sau care orbitează în spațiu.

Investiția va presupune salvarea și consolidarea eforturilor a două proiecte concurente, Telescopul Giant Magellan și Telescopul de 30 de metri. Odată finalizate, aceste telescoape, echipate cu oglinzi colectoare primare de 25 și 30 de metri, vor fi de aproximativ 100 de ori mai sensibile decât orice telescop aflat în funcțiune în prezent.

Acestea le vor permite astronomilor să privească adânc în nucleele galaxiilor îndepărtate, unde găurile negre supermasive se plimbă și energia se disipează; Investigați mistere precum materia întunecată și energia întunecată; Studiul planetelor din jurul altor stele decât Soarele. Poate cel mai important, ele pot ridica noi întrebări despre natura universului.

Dar astronomii s-au luptat ani de zile să strângă suficienți bani pentru a-și realiza visele. În noua propunere, Fundația Națională pentru Știință va oferi 1,6 miliarde de dolari pentru a finaliza ambele proiecte și apoi va ajuta la derularea lor ca parte a unui nou program numit Telescopul foarte mare al Statelor Unite.

Joi, astronomii au cerut, de asemenea, NASA să se angajeze într-o nouă misiune la Marele Observatoare și într-un Program de Maturitate Tehnologică care va dezvolta o serie de nave spațiale astrofizice în următorii 20 până la 30 de ani. Primul ar fi un telescop optic mai mare decât Telescopul Spațial Hubble și capabil să detecteze și să studieze planete asemănătoare Pământului potențial locuibile din universul din apropiere. Doar NASA poate face acest lucru, au spus astronomii, menționând că ar putea fi gata în 2040 și va costa 11 miliarde de dolari.

Acestea au fost cele mai mari două recomandări dintr-un raport mult așteptat, de 614 de pagini, Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the Decade 2020, publicat joi de Academiile Naționale de Științe, Inginerie și Medicină.

La fiecare 10 ani, în ultimii 70 de ani, Academia a sponsorizat un sondaj al comunității astronomice pentru a acorda prioritate elementelor scumpe în următorul deceniu. Sondajul decenial, așa cum este cunoscut, este de interes pentru Congres, NASA, Fundația Națională pentru Știință și Departamentul de Energie.

Efortul din acest an – condus de Fiona A. Harrison de la Institutul de Tehnologie din California și Robert C. Kennicott, Jr. de la Universitatea din Arizona și Texas A&M University – a durat trei ani și a presupus zeci de întâlniri și discuții între 13 subgrupuri care acopereau fiecare dintre ele. . Ramura astronomiei. În total, pentru sondaj au fost depuse 860 de cărți albe, care descriu ce telescoape ar putea fi construite, ce misiuni spațiale ar trebui lansate, ce experimente sau observații ar trebui făcute și probleme precum diversitatea pe care comunitatea astronomică a trebuit să le abordeze.

Într-un interviu, Dr. Harrison a spus că comitetul lor a încercat să echilibreze ambiția cu cantitatea de timp și bani pe care ar fi nevoie de aceste proiecte. De exemplu, au fost prezentate multe idei pentru ca nave spațiale să le exploreze pentru planete. Unele erau foarte mari, altele foarte mici; Unele pot dura un secol pentru a fi implementate. În loc să aleagă una dintre acestea, grupul a cerut comunității și NASA să revină cu idei pentru un telescop spațial cu diametrul de șase metri. (Oglinda principală a lui Hubble are 2,4 metri în diametru.)

„Telescopul de șase metri pare a fi o ambiție realizabilă”, a spus dr. Harrison.

„Acesta este un efort inerent ambițios”, a adăugat ea. Doar NASA, doar Statele Unite pot face asta. Credem că putem face asta.”

Matt Mountain, președintele Asociației Universităților pentru Cercetare în Astronomie sau AURA, care operează observatoare pentru Fundația Națională pentru Știință, a numit raportul decenal „foarte îndrăzneț” într-un e-mail. „Și nu s-au ferit să creeze o viziune de-a lungul mai multor decenii, ceea ce este cu adevărat ceea ce este nevoie și trebuie să ia.”

Sondajele decennale au un istoric de succes. Telescopul spațial Hubble, lansat în 1990 și încă funcționează, și telescopul spațial James Webb – conceput pentru a vedea începutul timpului și programat pentru lansarea lunii viitoare – au beneficiat ambele de clasamente înalte în studiile anterioare deceniale.

Rezultatele fiecărui nou sondaj sunt așadar așteptate cu nerăbdare de comunitatea de astronomie și astrofizică. „Panoul a fost foarte clasificat”, a declarat Natalie Batalha, profesor la Universitatea din California, Santa Cruz, care a jucat un rol principal în misiunea NASA Kepler de descoperire a planetei, într-un e-mail din ajunul publicării raportului. „Sincer, nu am auzit nimic. Aștept ace și ace.”

În raportul său de joi, academia a stabilit trei obiective științifice majore pentru următorul deceniu: căutarea planetelor locuibile și a vieții. studiul găurilor negre și al stelelor neutronice responsabile pentru cele mai violente evenimente din natură; Creșterea și evoluția galaxiilor.

„Următoarele decenii vor pune omenirea pe calea pentru a determina dacă suntem singuri”, se spune în raport. „Viața pe Pământ poate fi rezultatul unui proces comun sau poate necesita un set neobișnuit de circumstanțe care ne fac singurele ființe vii din propria noastră parte a galaxiei sau chiar din univers. Ambele răspunsuri sunt profunde.”

Ideea unui program de telescop foarte mare este ambițioasă, deoarece implică amestecarea a două proiecte de telescop concurente, Telescop de treizeci de metri, planificat fie deasupra Mauna Kea din Hawaii sau Insulele Canare din Spania și Telescopul gigant Magellan este în curs de desfășurare în Chile.

Ambele telescoape sunt produsul viselor de cooperare internațională extinsă și două decenii de strângere de fonduri și recrutare de parteneri. Oricare telescop ar fi de trei ori mai mare decât orice acum pe Pământ și ar fi capabil să distingă de o sută de ori stelele slabe și îndepărtate din univers; Prin munca în echipă, ei pot aborda întrebări profunde despre univers. Dar niciunul dintre proiecte nu a strâns suficienți bani – sunt necesare mai mult de 2 miliarde de dolari – pentru a-și atinge obiectivele.

Eșecul de a construi aceste telescoape ar ceda liderul în astronomia terestră Europei, care construiește un telescop de 39 de metri – European Extraordinary Large Telescope, în deșertul Atacama din Chile – care este de așteptat să înceapă să funcționeze în 2027. Unii astronomi au comparat cazul A fost anulat în 1993 proiectul american superconductor Super Collider, care a predat viitorul fizicii particulelor către CERN și Large Hadron Collider din Geneva.

Dacă Fundația Națională de Știință Să investească în finalizarea celor două telescoape, va câștiga timp de observație semnificativ pe acesta, care va fi distribuit astronomilor americani.

„Cele două telescoape, fiind în emisfere opuse și cu modele radical diferite, ar fi potrivite pentru interogări complementare ale universului”, a spus dr. Harrison. „Imaginarea că Statele Unite nu vor putea ajunge acolo este exclusă”.

Mari provocări așteaptă. Echipa Giant Magellan a început deja în Chile, dar progresul realizat la telescopul Thirty Meter l-a împiedicat Proteste și asedii ale hawaienilor nativi și ale altor grupuri. Un site alternativ a fost identificat la La Palma, Insulele Canare.

Astronomii speră că stelele se vor alinia cu viziunea lor îndrăzneață, având în vedere concentrarea actuală pe infrastructură și bugetele în creștere pentru știință. Dar sunt bântuiți de o istorie de depășiri de costuri, în special cu telescopul spațial James Webb, care se va lansa în sfârșit în decembrie, după ani de întârzieri și cu un preț final de 10 miliarde de dolari.

„Se găsește pe tot acest JWST – întregul program va depinde de succesul său”, a spus Michael Turner, acum cosmolog la Fundația Kavli din Los Angeles și expert în sondaje decennale. „Degetele împletite”.