Američtí astronomové ve čtvrtek vyzvali národ, aby investoval do nové generace „extrémně masivních“ dalekohledů za miliardy dolarů, které by byly větší než jakékoli teleskopy nyní na Zemi nebo obíhající ve vesmíru.
Investice bude znamenat záchranu a konsolidaci úsilí dvou konkurenčních projektů, Giant Magellan Telescope a Thirty Meter Telescope. Po dokončení budou tyto dalekohledy vybavené primárními sběrnými zrcadly o délce 25 a 30 metrů asi 100krát citlivější než jakýkoli teleskop v současnosti v provozu.
Umožní astronomům ponořit se hlouběji do srdce vzdálených galaxií, kde se potulují supermasivní černé díry a kde proudí energie; Prozkoumejte záhady, jako je temná hmota a temná energie; Studium planet kolem hvězd jiných než Slunce. Možná nejdůležitější je, že mohou vyvolat nové otázky o povaze vesmíru.
Astronomové se však léta snažili získat dostatek peněz na realizaci svých snů. V novém návrhu poskytne National Science Foundation 1,6 miliardy dolarů na dokončení obou projektů a poté je pomůže spustit v rámci nového programu nazvaného Very Large Telescope Spojených států.
Ve čtvrtek astronomové také naléhali na NASA, aby se pustila do nové mise do Velkých observatoří a Programu technologické vyspělosti, která během příštích 20 až 30 let vyvine řadu astrofyzikálních kosmických lodí. První by byl optický dalekohled větší než Hubbleův vesmírný dalekohled a schopný detekovat a studovat potenciálně obyvatelné planety podobné Zemi v blízkém vesmíru. Pouze NASA to může uskutečnit, uvedli astronomové s tím, že může být připraven v roce 2040 a bude stát 11 miliard dolarů.
To byla dvě největší doporučení v dlouho očekávané 614stránkové zprávě Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the Decade 2020, kterou ve čtvrtek zveřejnila Národní akademie věd, inženýrství a medicíny.
Akademie každých 10 let za posledních 70 let sponzorovala průzkum mezi astronomickou komunitou, aby v příštím desetiletí upřednostnila drahé prvky. Dekádový průzkum, jak je známo, zajímá Kongres, NASA, National Science Foundation a ministerstvo energetiky.
Letošní úsilí – vedené Fionou A. Harrisonovou z Kalifornského technologického institutu a Robertem C. Kennicottem, Jr. z University of Arizona a Texas A&M University – trvalo tři roky a zahrnovalo desítky setkání a diskuzí mezi 13 podskupinami pokrývajícími každou z nich. . Obor astronomie. Celkem bylo k průzkumu předloženo 860 bílých knih popisujících, jaké dalekohledy by bylo možné postavit, jaké vesmírné mise by měly být vypuštěny, jaké experimenty nebo pozorování by měly být prováděny a otázky, jako je rozmanitost, které musela astronomická komunita řešit.
V rozhovoru Dr. Harrison řekl, že jejich výbor se snažil vyvážit ambice s množstvím času a peněz, které by tyto projekty vyžadovaly. Například bylo předloženo mnoho nápadů pro kosmické lodě k průzkumu planet. Některé byly velmi velké, některé velmi malé; Implementace některých může trvat století. Namísto výběru jednoho z nich skupina požádala komunitu a NASA, aby se vrátily s nápady na vesmírný dalekohled o průměru šest metrů. (Hubbleovo hlavní zrcadlo má průměr 2,4 metru.)
„Šestimetrový dalekohled se zdá být dosažitelným cílem,“ řekl Dr. Harrison.
„Je to ze své podstaty ambiciózní úsilí,“ dodala. To může udělat pouze NASA, pouze Spojené státy. Myslíme si, že to dokážeme.“
Matt Mountain, prezident Asociace univerzit pro výzkum v astronomii nebo AURA, která provozuje observatoře pro National Science Foundation, označil desetiletou zprávu v e-mailu za „velmi odvážnou“. „A nevyhýbali se vytváření vize po několik desetiletí, což je opravdu to, co to vyžaduje a musí přijmout.“
Dekádové průzkumy mají úspěšnou historii. Hubbleův vesmírný dalekohled, vypuštěný v roce 1990 a stále v provozu, a vesmírný teleskop Jamese Webba – navržený tak, aby viděl počátek času a plánovaný na start příští měsíc – těžily z vysokého umístění v předchozích desetiletých průzkumech.
Výsledky každého nového průzkumu jsou proto netrpělivě očekávány astronomickou a astrofyzickou komunitou. „Panel byl vysoce klasifikován,“ řekla Natalie Batalha, profesorka z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, která hrála hlavní roli v misi NASA na objevování planet Kepler, v e-mailu v předvečer zveřejnění zprávy. „Upřímně jsem nic neslyšel. Čekám na špendlíky a jehly.“
Akademie ve své čtvrteční zprávě stanovila tři zastřešující vědecké cíle pro příští desetiletí: hledání obyvatelných planet a života. studium černých děr a neutronových hvězd odpovědných za nejnásilnější události v přírodě; Růst a vývoj galaxií.
„Nadcházející desetiletí přivedou lidstvo na cestu k určení, zda jsme sami,“ uvádí zpráva. „Život na Zemi může být výsledkem společného procesu, nebo může vyžadovat mimořádný soubor okolností, které z nás dělají jediné živé bytosti v naší vlastní části galaxie nebo dokonce ve vesmíru. Obě odpovědi jsou hluboké.“
Myšlenka programu velmi velkého dalekohledu je ambiciózní, protože zahrnuje smíchání dvou konkurenčních projektů dalekohledů, Třicetimetrový dalekohled plánovaný buď nad Mauna Kea na Havaji nebo Kanárské ostrovy ve Španělsku a V Chile probíhá obří Magellanův dalekohled.
Oba dalekohledy jsou produktem snů o rozlehlé mezinárodní spolupráci a dvou desetiletích fundraisingu a náboru partnerů. Oba dalekohledy by byly třikrát větší než cokoli nyní na Zemi a byly by schopny stokrát rozlišit slabé vzdálené hvězdy ve vesmíru; Prostřednictvím týmové práce mohou řešit hluboké otázky o vesmíru. Ani jeden projekt však nezískal dostatek peněz – k dosažení jeho cílů je zapotřebí více než 2 miliardy dolarů.
Pokud by se nepodařilo postavit tyto dalekohledy, postoupilo by to vedoucí postavení v pozemské astronomii Evropě, která staví 39metrový dalekohled – Evropský mimořádný velký dalekohled v chilské poušti Atacama – který by měl začít fungovat v roce 2027. Někteří astronomové srovnávali případ V roce 1993 byl zrušen americký projekt Superconducting Super Collider, který předal budoucnost částicové fyziky CERNu a Velkému hadronovému urychlovači v Ženevě.
Pokud Národní vědecká nadace Investovat do dokončení dvou dalekohledů, získá na něm významný pozorovací čas, který bude distribuován americkým astronomům.
„Dva dalekohledy, které jsou na opačných polokoulích a mají radikálně odlišné konstrukce, by byly vhodné pro doplňkové výslechy vesmíru,“ řekl Dr. Harrison. „Představovat si, že se tam Spojené státy nedostanou, je vyloučené.“
Čekají nás velké výzvy. Tým Giant Magellan již začal v Chile, ale pokrok na třicetimetrovém dalekohledu jej brzdil Protesty a obležení domorodými havajskými a jinými skupinami. Alternativní místo bylo identifikováno v La Palma, Kanárské ostrovy.
Astronomové doufají, že hvězdy budou v souladu s jejich odvážnou vizí, vzhledem k současnému zaměření na infrastrukturu a rostoucí rozpočty na vědu. Ale jsou pronásledováni historií překračování nákladů, zejména s vesmírným dalekohledem Jamese Webba, který po letech odkladů konečně odstartuje v prosinci a s konečnou cenou 10 miliard dolarů.
„Všechno toto JWST se rýsuje – celý program bude záviset na jeho úspěchu,“ řekl Michael Turner, nyní kosmolog z Kavli Foundation v Los Angeles a odborník na dekádové průzkumy. „Propletené prsty.“
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
