В четверг американские астрономы призвали нацию инвестировать в новое поколение «чрезвычайно больших» многомиллиардных телескопов, которые были бы больше любых сейчас на Земле или на орбите в космосе.
Инвестиции повлекут за собой спасение и объединение усилий двух конкурирующих проектов, Гигантского Магелланова телескопа и Тридцатиметрового телескопа. После завершения строительства эти телескопы с первичными собирающими зеркалами диаметром 25 и 30 метров будут примерно в 100 раз более чувствительными, чем любой телескоп, работающий в настоящее время.
Они позволят астрономам заглядывать глубоко в ядра далеких галактик. , где бродят чудовищные черные дыры и изрыгают энергию; исследовать загадки, такие как темная материя и темная энергия; и изучать планеты вокруг звезд, кроме Солнца. Возможно, что более важно, они могут поднять новые вопросы о природе Вселенной.
Но астрономы годами пытались собрать достаточно денег, чтобы осуществить свои мечты. В новом предложении Национальный научный фонд выделит 1,6 миллиарда долларов на завершение обоих проектов, а затем поможет запустить их в рамках новой программы под названием «Чрезвычайно большой телескоп США».
В четверг астрономы также призвали НАСА приступить к реализации новой программы «Миссия и развитие технологий Великих обсерваторий», в рамках которой в течение следующих 20–30 лет будет разработана серия астрофизических космических аппаратов. Первым будет оптический телескоп больше космического телескопа Хаббла, способный находить и изучать планеты земного типа — потенциально обитаемые «экзоземли» — в ближайшем космосе. Только НАСА могло выполнить это, сказали астрономы, отметив, что он может быть готов в 2040 году и будет стоить 11 миллиардов долларов.
Эти две рекомендации были главными в долгожданном 614-страничном отчете Pathways to Discovery. в астрономии и астрофизике на 2020-е годы, выпущенный Национальными академиями наук, инженерии и медицины в четверг.
Каждые 10 лет в течение последних 70 лет академия спонсировала опрос астрономического сообщества, чтобы установить приоритеты для дорогостоящих товаров на следующее десятилетие. Десятилетний обзор, как его называют, привлекает внимание Конгресса, НАСА, Национального научного фонда и Министерства энергетики.
Работа этого года — под председательством Фионы А. Харрисон из Калифорнийского технологического института и Роберт К. Кенникатт-младший из Университета Аризоны — потребовалось три года и повлекло за собой десятки встреч и обсуждений среди 13 подпанелей, охватывающих все отрасли астрономии. Всего в обзор было представлено 860 Белых книг с описанием телескопов, которые могут быть построены, космических миссий, которые должны быть запущены, экспериментов или наблюдений, которые должны быть выполнены, а также таких вопросов, как разнообразие, на которые следует обратить внимание астрономическому сообществу.
В интервью д-р Харрисон сказал, что их комитет пытался сбалансировать амбиции с количеством времени и денег, которые потребуются для этих проектов. Например, было выдвинуто несколько идей относительно космических кораблей для исследования планет. Некоторые были слишком большими, некоторые слишком маленькими; некоторым потребовалось бы столетие, чтобы казнить. Вместо того, чтобы выбрать один из них, группа попросила сообщество и НАСА вернуться с идеями для космического телескопа диаметром шесть метров. (Главное зеркало Хаббла имеет диаметр 2,4 метра.)
«Шестиметровый телескоп кажется достижимой целью, — сказал доктор Харрисон. .
«По своей природе это амбициозный квест», — добавила она. «Только НАСА, только США могут это сделать. Мы верим, что сможем это сделать ».
Мэтт Маунтин, президент Ассоциации университетов для исследований в области астрономии, или AURA, которая управляет обсерваториями для Национальный научный фонд в электронном письме охарактеризовал десятилетний отчет как «чертовски жирный». «И они не уклонялись от того, чтобы сформулировать видение на несколько десятилетий, что на самом деле именно то, что нужно и нужно сделать».
Десятилетние опросы имеют послужной список успеха. И космический телескоп Хаббла, запущенный в 1990 году и до сих пор действующий, и космический телескоп Джеймса Уэбба, предназначенный для наблюдения за началом времен и запускаемый в следующем месяце, получили высокие оценки в предыдущих десятилетних обзорах.
И поэтому астрономическое и астрофизическое сообщество с нетерпением ожидает результатов каждого нового обзора. «Комитет был чрезвычайно секретным», — сказала Натали Баталья, профессор Калифорнийского университета в Санта-Круз, которая сыграла ведущую роль в миссии НАСА по поиску планет Кеплер, в электронном письме накануне публикации отчета. «Честно говоря, я ничего не слышал. Я жду на иголках ».
В своем отчете в четверг академия перечислила три всеобъемлющие научные цели на следующее десятилетие: поиск пригодных для жизни планет и жизни; изучение черных дыр и нейтронных звезд, ответственных за самые жестокие явления в природе; и рост и эволюция галактик.
«Грядущие десятилетия укажут человечеству путь, чтобы определить, одиноки ли мы», — говорится в докладе . «Жизнь на Земле может быть результатом общего процесса или может потребовать такого необычного стечения обстоятельств, что мы — единственные живые существа в нашей части галактики или даже во Вселенной. Любой ответ глубок ».
Идея программы« Чрезвычайно большой телескоп »амбициозна, так как она включает в себя объединение двух конкурирующих проектов телескопов: Тридцатиметровый телескоп, запланированный либо на вершине Мауна-Кеа на Гавайях, либо на Канарских островах в Испании, и гигантский Магелланов телескоп, разрабатываемый в Чили.
Оба телескопа — продукт мечты разросшегося международного сотрудничества и два десятилетия сбора средств и набора партнеров. Любой из этих телескопов был бы примерно в три раза больше, чем все, что есть сейчас на Земле, и был бы в 100 раз более способен различать тусклые далекие звезды в космосе; работая сообща, они могли ответить на глубокие вопросы о космосе. Но ни один из проектов не собрал достаточно денег — необходимо более 2 миллиардов долларов — для достижения своих целей.
Неспособность построить эти телескопы уступит лидерство в наземной астрономии Европе, которая строит 39-метровый телескоп. — Европейский чрезвычайно большой телескоп в чилийской пустыне Атакама, который, как ожидается, начнет работать в 2027 году. Некоторые астрономы сравнивают ситуацию с отменой американского проекта сверхпроводящего суперколлайдера в 1993 году, который передал будущее физики элементарных частиц ЦЕРНу и Большой адронный коллайдер в Женеве.
Если Национальный научный фонд вложит средства в достройку двух телескопов, он получит значительное время для наблюдений за ними, которое будет выделено американским астрономам.
«Два телескопа, находящиеся в противоположных полушариях и с совершенно разными конструкциями, идеально подходят для дополнительных исследований космоса», — сказал доктор Харрисон. «Немыслимо представить себе, что у США не будет доступа к этому».
Ожидаются серьезные проблемы. Команда Giant Magellan уже сделала первые шаги в Чили, но продвижение по Тридцатиметровому телескопу было остановлено протестами и блокадой со стороны коренных гавайцев и других групп. На Ла-Пальме на Канарских островах назначено альтернативное место.
Астрономы надеются, что звезды выровняются для их смелого видения, учитывая нынешний упор на инфраструктуру и растущие бюджеты на науку. Но их преследует история перерасхода средств, в первую очередь космического телескопа Джеймса Уэбба, который, наконец, будет запущен в декабре после долгих лет задержки и с окончательной ценой в 10 миллиардов долларов.
«Над всем нависает. это JWST — вся программа будет зависеть от ее успеха », — сказал Майкл Тернер, космолог из Фонда Кавли в Лос-Анджелесе и ветеран десятилетних исследований. «Скрестив пальцы».
