«Μεγάλα παρατηρητήρια» – η επόμενη γενιά των διαστημικών τηλεσκοπίων της NASA και ο αντίκτυπός τους στον επόμενο αιώνα της παρατηρητικής αστρονομίας PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

«Μεγάλα παρατηρητήρια» – η επόμενη γενιά των διαστημικών τηλεσκοπίων της NASA και ο αντίκτυπός τους στον επόμενο αιώνα της παρατηρητικής αστρονομίας

Οι αστρονόμοι έχουν στρέψει το βλέμμα τους προς το μέλλον μετά την τελευταία δεκαετία έρευνα των Εθνικών Ακαδημιών των ΗΠΑ για την αστρονομία και την αστροφυσική, η οποία συνέστησε μια νέα γενιά διαστημικών τηλεσκοπίων. Κιθ Κούπερ διερευνά τις προοπτικές τους και τα διδάγματα από την προβληματική ανάπτυξη του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb

Συγκρίνετε και αντίθεση Οι Πυλώνες της Δημιουργίας όπως φαίνονται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Στα αριστερά είναι η εικονική όψη του Hubble, που τραβήχτηκε στο ορατό φως το 2014. Στα δεξιά είναι η νέα εγγύς υπέρυθρη άποψη του JWST, που κυκλοφόρησε τον Οκτώβριο του 2022. (Ευγενική προσφορά: NASA, ESA, CSA, STScI)

Η Ημέρα των Χριστουγέννων του 2021 ήταν μια χαρούμενη περίσταση για τους περισσότερους αστρονόμους σε όλο τον κόσμο, όπως ήταν όταν η πολύ καθυστερημένη Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) κυκλοφόρησε τελικά. Ωστόσο, η φανφάρα γύρω από την εξέλιξή της στο διάστημα τον επόμενο μήνα, καθώς και η επακόλουθη χαρά για τις πρώτες της εικόνες, έχει κρύψει ένα ανησυχητικό πρόβλημα στην παρατηρησιακή αστρονομία – που είναι μεγάλο μέρος του υπόλοιπου στόλου των διαστημικών παρατηρητηρίων της NASA γερνάει. ο Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble εργάζεται από το 1990, ενώ η Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra κυκλοφόρησε σχεδόν μια δεκαετία αργότερα. Εν τω μεταξύ, ο συμπατριώτης τους υπέρυθρων, ο Διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, που κυκλοφόρησε το 2003, δεν λειτουργεί πλέον, αφού έκλεισε το 2020.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αστρονόμοι ανησυχούν ότι εάν συμβεί κάτι σε ένα ή περισσότερα από αυτά τα ολοένα και πιο ξεχαρβαλωμένα τηλεσκόπια, θα μπορούσαν να αποκοπούν από ολόκληρα τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Με το κλείσιμο του Spitzer, το υπέρυθρο (160 μm) είναι ήδη απρόσιτη καθώς το JWST μπαίνει μόνο στο mid-infrared στο 26 μm. Ομοίως, το JWST δεν είναι βελτιστοποιημένο για την παρατήρηση ορατών ή υπεριωδών μηκών κύματος όπως το Hubble. Σίγουρα, το προσεχές Διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman – παλαιότερα το τηλεσκόπιο υπέρυθρης έρευνας ευρέος πεδίου (WFIRST) – είναι ένα οπτικό τηλεσκόπιο κοντά στο υπέρυθρο, αλλά το οπτικό του πεδίο είναι πολύ ευρύτερο από το τηλεσκόπιο του Hubble, που σημαίνει ότι δεν είναι προσανατολισμένο για κοντινή, λεπτομερή εργασία. ούτε έχει την υπεριώδη κάλυψη του Hubble.

Υπέροχα παρατηρητήρια

Για να διασφαλίσουμε ότι η άποψή μας για το σύμπαν σε όλο το φάσμα παραμένει φωτεινή, οι αμερικανοί αστρονόμοι επιλέγουν και επιλέγουν αυτήν τη στιγμή την επόμενη κοόρτη διαστημικών τηλεσκοπίων. Η πρωταρχική σύσταση της τελευταίας αστρονομικής δεκαετιακής έρευνας από τις Εθνικές Ακαδημίες Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής των ΗΠΑ – η έκθεση 614 σελίδων Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics για τη δεκαετία του 2020 (Astro2020) – πρόκειται για σχέδια που θα τεθούν σε εφαρμογή για μια νέα γενιά «μεγάλων παρατηρητηρίων» που θα ξεκινήσει να εκτοξεύεται στη δεκαετία του 2040. Αυτό αντηχεί όταν οι Chandra, Hubble, Spitzer και οι Παρατηρητήριο ακτίνων γάμμα Compton (το οποίο λειτούργησε μεταξύ 1991 και 2000 και το διαδέχθηκε το 2008 το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi) αναπτύσσονταν και τα οποία ανακηρύχθηκαν ως τα «μεγάλα παρατηρητήρια».

Δουλεύοντας το ένα δίπλα στο άλλο για τη μελέτη του σύμπαντος, αυτά τα τηλεσκόπια έχουν πρωτοστατήσει στην αστροφυσική έρευνα της NASA για δεκαετίες. Η επαναχρησιμοποίηση αυτής της φράσης «μεγάλα παρατηρητήρια» στη νέα δεκαετιαία έρευνα είναι σκόπιμη, λέει ο συμπρόεδρος της έρευνας, Fiona Harrison του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια. «Είναι για να ξεπεράσουμε το σημείο ότι οι παγχρωματικές παρατηρήσεις, από τις ακτίνες Χ έως τις υπέρυθρες, είναι πραγματικά απαραίτητες για τη σύγχρονη αστροφυσική», λέει. «Πολλές από την επιτυχία των [πρωτότυπων] μεγάλων παρατηρητηρίων είναι ότι αναπτύχθηκαν και εκτοξεύτηκαν το ένα μετά το άλλο, με αλληλοεπικαλυπτόμενες παρατηρήσεις».

Η κατασκευή ενός επιτυχημένου διαστημικού τηλεσκοπίου είναι μια μακρά διαδικασία, που συνήθως διαρκεί 25 χρόνια από την έναρξη της ανάπτυξης μέχρι την εκτόξευση. Οι εργασίες για το Hubble ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960, ενώ τα σχέδια για το JWST εμφανίστηκαν για πρώτη φορά το 1995, μετά την Εικόνες από το Hubble Deep Field έδειξε ότι οι πρώτοι γαλαξίες βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από ένα μεγαλύτερο τηλεσκόπιο. Επομένως, η επόμενη γενιά τέτοιων διαστημικών ανιχνευτών δεν θα εκτοξευθεί πριν από τη δεκαετία του 2040, το νωρίτερο. Αλλά θα περιλαμβάνουν την υπ' αριθμόν ένα σύσταση της έρευνας: μια εμβληματική αποστολή για την αντικατάσταση του Hubble, αντλώντας έμπνευση από δύο έννοιες – την Παρατηρητήριο κατοικήσιμου εξωπλανήτη (HabEx) και την Μεγάλο υπεριώδες, οπτικό και υπέρυθρο (LUVOIR) τηλεσκόπιο. Επίσης στον πίνακα σχεδίασης είναι μια αποστολή ακτίνων Χ και ένα τηλεσκόπιο που μπορεί να παρατηρήσει στο μακρινό υπέρυθρο.

Πίνακας χρονοδιαγραμμάτων και κόστους αποστολής της NASA

Όμως, δεδομένης της επισφαλούς υγείας της τρέχουσας παραγωγής των διαστημικών τηλεσκοπίων μας, και γνωρίζοντας ότι οι νέες αποστολές δεν θα εκτοξευθούν για άλλα 20 χρόνια, δεν θα έπρεπε οι αστρονόμοι να είχαν αρχίσει να σχεδιάζουν νέα σπουδαία παρατηρητήρια πριν από χρόνια; «Σίγουρα», λέει Στίβεν Καν από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ο οποίος προήδρευσε σε ένα από τα πάνελ της δεκαετιακής έρευνας που εξετάζει τα μελλοντικά διαστημικά τηλεσκόπια. Επικαλείται το παρατηρητήριο Constellation-X – ένα διαστημικό ανιχνευτή ακτίνων Χ που προτάθηκε ως συνέχεια του Chandra στην έρευνα του 2000, αλλά δεν πραγματοποιήθηκε ποτέ λόγω της καθυστερημένης ανάπτυξης του JWST, το οποίο ρουφούσε τα πάντα τον προϋπολογισμό της αστροφυσικής. «Το JWST κυριάρχησε βασικά στο μεγάλο πρόγραμμα παρατηρητηρίων της NASA για δυόμισι δεκαετίες», εξηγεί ο Kahn. «Ως αποτέλεσμα, δεν υπήρχε περιθώριο να πραγματοποιηθεί μια αποστολή παρακολούθησης ακτίνων Χ ή το είδος της πρωτοποριακής αποστολής υπέρυθρης ακτινοβολίας που οραματιζόμαστε».

Ο νικητής τα παίρνει όλα 

Πράγματι, η ανάπτυξη του JWST αντιμετώπισε πολλά ζητήματα, συμπεριλαμβανομένων τεράστιων υπερβάσεων σε κόστος και χρόνο ανάπτυξης, που σχεδόν ακυρώθηκε το έργο. Η μνήμη αυτών των λαθών φαίνεται μεγάλη στη νέα δεκαετία έρευνα, επηρεάζοντας ορισμένες από τις συστάσεις που έγιναν για την αποκατάσταση της ισορροπίας στην αστροφυσική στις ΗΠΑ. Αλλά δεν ήταν πάντα έτσι. Ο Kahn θρηνεί για το πώς, πριν από την έρευνα του 2000, αρκούσε μόνο να μπείτε στη λίστα των συστάσεων σε μια δεκαετία έρευνα για να εγγυηθεί ουσιαστικά ότι το έργο ή η αποστολή σας θα πραγματοποιηθεί. Αλλά στη σύγχρονη εποχή των τηλεσκοπίων 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων, «πρέπει να είσαι νούμερο ένα, αλλιώς δεν πρόκειται να τα καταφέρεις», λέει ο Kahn. «Το πρόβλημα είναι ότι σε αυτό το περιβάλλον που κερδίζει τα πάντα, όλοι θέλουν να ρίξουν όλες τις καμπάνες και σφυρίχτρες που μπορούν σε ένα έργο γιατί αν νομίζεις ότι θα πετύχεις μόνο μία βολή σε μια μεγάλη αποστολή τα επόμενα 50 χρόνια , θέλετε να το κάνετε να μετρήσει."

Είναι αυτός ο τρόπος σκέψης που μπορεί να οδηγήσει στα προβλήματα που αντιμετώπισε και προκάλεσε το JWST. Όσο πιο περίπλοκος γίνεται ένας σχεδιασμός αποστολής, τόσο περισσότερα εργαλεία και δυνατότητες θέλετε να έχει για να τον κάνει να αξίζει τον κόπο – πράγμα που σημαίνει ότι γίνεται πιο ακριβό και χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να αναπτυχθεί. «Όλα αυτά μας φέρνουν πίσω σε αυτόν τον φαύλο κύκλο του νικητή, συνεχίζει ο Kahn.

Ο Χάρισον συμφωνεί, τονίζοντας ότι αυτή η νέα δεκαετιακή έρευνα είναι μια προσπάθεια προσπάθειας αλλαγής της προσέγγισης της αμερικανικής αστρονομίας. «Για να πει μια έρευνα δεκαετιών, αυτό είναι το νούμερο ένα πράγμα, πρέπει να το κάνουμε ανεξάρτητα από το τι, με όποιο κόστος και αν είναι, δεν είναι μια υπεύθυνη προσέγγιση», λέει. Σε μια προσπάθεια να αντιμετωπιστεί αυτό, η πρόσφατη έρευνα κάνει μια σειρά από νέες προτάσεις. Μεταξύ αυτών είναι η ιδέα ότι οι αποστολές πρέπει να σχεδιάζονται σε αρμονία με συγκεκριμένες επιστημονικές προτεραιότητες, αντί να αφήνουν την ιδέα της αποστολής να ξεφύγει από μόνη της, με όλες τις «καμπάνες και σφυρίχτρες», όπως αναφέρει ο Kahn.

Καλλιτεχνικές έννοιες του Lynx and Origins

Για παράδειγμα, ένα από τα βασικά επιστημονικά ερωτήματα που εξέτασε το πάνελ του Kahn ήταν ο τρόπος με τον οποίο οι ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε μακρινούς, σκονισμένους γαλαξίες επηρεάζουν τον σχηματισμό άστρων. Η συσσώρευση ύλης σε τέτοιες μαύρες τρύπες θα μπορούσε να ανιχνευθεί σε ένα τηλεσκόπιο ακτίνων Χ υψηλής γωνιακής ανάλυσης, ενώ μια φασματοσκοπική αποστολή υπέρυθρης ακτινοβολίας θα μπορούσε να κοιτάξει μέσα από τη σκόνη και να ανιχνεύσει συγκεκριμένες φασματικές γραμμές που σχετίζονται με το σχηματισμό άστρων και την ανάδραση από μαύρες τρύπες ανέμους. Η ελπίδα είναι ότι οι δύο αποστολές θα μπορούσαν να ξεκινήσουν μέσα σε λίγα χρόνια η μία από την άλλη και να λειτουργήσουν από κοινού. Ωστόσο, η μορφή που θα πάρουν αυτές οι αποστολές είναι ακόμα στον αέρα.

Πριν από τη δεκαετιακή έρευνα υπήρχαν δύο έννοιες αποστολής – η Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Lynx και την Προέλευση διαστημικό τηλεσκόπιο – που θα λειτουργούσε σε μήκη κύματος μεσαίου έως πολύ υπέρυθρου, με κάτοπτρο τηλεσκοπίου διαμέτρου μεταξύ 6 και 9 μέτρων. Το καθένα εκτιμήθηκε ότι κοστίζει περίπου 5 δισεκατομμύρια δολάρια, αλλά η δεκαετιαία έρευνα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτό το κόστος υποτιμήθηκε και ότι οι επιστημονικές τους ικανότητες δεν ταιριάζουν απόλυτα στις απαιτήσεις που αναζητούσε η επιτροπή.

Εμβληματικές αποστολές

Και εδώ μπαίνει μια από τις άλλες καινοτομίες της δεκαετιακής έρευνας – συγκεκριμένα, μια νέα κατηγορία διαστημικών τηλεσκοπίων που αναφέρονται ως «κατηγορία ανιχνευτών», με προϋπολογισμούς μερικών δισεκατομμυρίων δολαρίων. «Πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι αν όλα τα πράγματα ήταν τόσο ακριβά όσο το JWST, θα ήταν δύσκολο να λειτουργήσουν όλα τα μεγάλα παρατηρητήρια ταυτόχρονα», λέει. Marcia Rieke του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, ο οποίος ηγήθηκε του δεύτερου πάνελ για τα διαστημικά τηλεσκόπια, με επίκεντρο το οπτικό και το εγγύς υπέρυθρο καθεστώς. «Ο καλύτερος τρόπος θα μπορούσε να είναι να έχουμε μια ναυαρχίδα αποστολή και μετά να καλύπτουμε τα άλλα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος από αποστολές ανιχνευτών».

Πράγματι, οποιεσδήποτε πιθανές αποστολές κατηγορίας ανιχνευτών ακτίνων Χ και υπερύθρων θα μπορούσαν επίσης να συνδεθούν με ένα υπεριώδες τηλεσκόπιο κατηγορίας ανιχνευτή. Οι βελτιώσεις στις επικαλύψεις κατόπτρων και τους ανιχνευτές τις τελευταίες δεκαετίες σημαίνουν ότι ένα τηλεσκόπιο 1.5 m θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι πιο ευαίσθητο από το Hubble στα υπεριώδη μήκη κύματος. «Αυτό θα παρείχε κάποια ευρωστία έναντι της συνεχούς αποτυχίας του Hubble», λέει ο Rieke.

Χρονοδιάγραμμα των αποστολών που προτείνονται στη δεκαετιακή έρευνα της NASA

Για να βοηθήσει στην ανάπτυξη αυτών των μελλοντικών διαστημικών τηλεσκοπίων, είτε θα προχωρήσουν ως μεγαθήρια 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων είτε θα προχωρήσουν ως πιο μέτριες (αλλά ακόμα φιλόδοξες) αποστολές ανιχνευτών, η έρευνα δεκαετιών συνιστά στη NASA να δημιουργήσει μια νέα Great Observatories Mission and Technology Maturation Program. Δεν θα αναπτύξει απλώς την τεχνολογία, αλλά θα «ωριμάσει και τις ιδέες της αποστολής», λέει ο Harrison. Από την πλευρά της, η NASA διοργανώνει ήδη εργαστήρια ως μέρος αυτού του νέου προγράμματος και έχει συντάξει ένα προσχέδιο πρόσκλησης για αποστολές ανιχνευτών.

Εάν οι αποστολές ακτίνων Χ και υπερύθρων – με το παρατσούκλι “Fire” και “Smoke” προς το παρόν – πρόκειται να είναι κατηγορίας ανιχνευτών, τότε το εμβληματικό μεγάλο παρατηρητήριο θα είναι ο πολυαναμενόμενος άμεσος αντικαταστάτης του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Η ιδέα που οδηγεί το δρόμο είναι το LUVOIR και έχουν προταθεί δύο εκδόσεις του τηλεσκοπίου: είτε ένα εξαιρετικά φιλόδοξο τηλεσκόπιο 15 μέτρων, είτε ένα τηλεσκόπιο 8 μέτρων, το τελευταίο από τα οποία θα εξακολουθούσε να είναι το μεγαλύτερο διαστημικό τηλεσκόπιο που έχει εκτοξευθεί ποτέ.

Άλλες Γη

Για λόγους κόστους και πρακτικότητας, η έρευνα δεκαετιών πρότεινε ότι η έκδοση των 15 μέτρων θα πέσει στην άκρη και ότι η τελική σχεδίαση συνδυάζει τα καλύτερα μέρη τόσο του LUVOIR όσο και του HabEx. Ο βασικός επιστημονικός στόχος αυτού του τηλεσκοπίου, εξηγεί ο Rieke, είναι ότι πρέπει να μπορεί να ανιχνεύει πλανήτες μάζας της Γης στην κατοικήσιμη ζώνη των αστεριών. Για το σκοπό αυτό, το πάνελ του Rieke συμμετείχε σε μια συζήτηση με την κοινότητα των εξωπλανητών σχετικά με το πόσοι δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες θα μπορούσαν να ανιχνευθούν σε συνάρτηση με το μέγεθος του τηλεσκοπίου.

Η ιδέα του καλλιτέχνη για το LUVOIR

«Ως ομάδα, ρωτάτε: ποιοι είναι οι βασικοί επιστημονικοί στόχοι; Τι επίπεδο ευαισθησίας χρειάζεται; Ποιο είναι το μικρότερο τηλεσκόπιο που θα κάνει τη δουλειά;» λέει ο Rieke. Η απάντηση που έλαβε ήταν ότι ένα τηλεσκόπιο με διάφραγμα 6-8 m είναι περίπου τόσο μικρό όσο τολμάς, αν θέλεις να βρεις δυνητικά κατοικήσιμους εξωπλανήτες.

Ωστόσο, η επιτυχία δεν είναι μόνο το μέγεθος του τηλεσκοπίου. και τα όργανά του πρέπει να είναι μέχρι το μηδέν. Η επιτυχής απεικόνιση πλανητών στο μέγεθος της Γης κοντά στα αστέρια τους θα απαιτήσει έναν στεφανογράφο ως μέρος του σχεδιασμού του. Οι εξωπλανήτες στο μέγεθος της Γης κανονικά δεν μπορούν να απεικονιστούν επειδή η λάμψη του αστεριού τους είναι υπερβολικά ακατανίκητη. Ένας στεφανογράφος μπλοκάρει το φως του άστρου, καθιστώντας ευκολότερο να δούμε τυχόν πλανήτες που είναι παρόντες. Αποτελούν βασικό στοιχείο μελετών για τον Ήλιο για δεκαετίες – το όνομά τους προέρχεται από το μπλοκάρισμα του δίσκου του Ήλιου, ώστε οι αστρονόμοι να μπορούν να δουν το ηλιακό στέμμα. Αλλά η επινόηση ενός στεφανογράφου που μπορεί να εμποδίσει με ακρίβεια το λαμπρό φως ενός άστρου, το οποίο εμφανίζεται ουσιαστικά ως σημειακή πηγή, ενώ επιτρέπει στους πλανήτες μόλις χιλιοστά του δευτερολέπτου από το αστέρι να είναι ορατοί, μειώνοντας την αντίθεση μεταξύ της λάμψης του άστρου και του φωτός των πλανητών σε 10-10, είναι «ένα πολύ βήμα πέρα ​​από οτιδήποτε έχουμε κάνει στο παρελθόν», λέει ο Rieke.

Πέρα από το διάστημα, τηλεσκόπια στο έδαφος

Η ιδέα του καλλιτέχνη για το ολοκληρωμένο Τηλεσκόπιο Γίγαντα Μαγγελάνου

Δεν σχετίζονται όλες οι συστάσεις της δεκαετιακής έρευνας με γιγάντια τηλεσκόπια στο διάστημα. Πράγματι, μερικά από αυτά είναι γιγάντια τηλεσκόπια που έχουν τις ρίζες τους στη Γη. Για παράδειγμα, το αμφιλεγόμενο Τηλεσκόπιο τριάντα μέτρων που θα κατασκευαστεί στο Mauna Kea στη Χαβάη, παρά τις διαμαρτυρίες ορισμένων ιθαγενών της Χαβάης, συνεχίζει να προχωρά. Έτσι είναι και το Τηλεσκόπιο Grand Magellan, το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευή στη Χιλή και θα διαθέτει επτά τηλεσκόπια 8.4 m για να δώσει πραγματική διάμετρο 24.5 m.

Η έρευνα συνιστά επίσης ότι το Πολύ μεγάλη συστοιχία επόμενης γενιάς – 244 ραδιοφωνικά πιάτα διαμέτρου 18 μέτρων και 19 πιάτα διαμέτρου 6 μέτρων, απλωμένα στις νοτιοδυτικές ΗΠΑ – θα πρέπει να αρχίσουν να κατασκευάζονται μέχρι το τέλος της δεκαετίας. Θα αντικαταστήσει το παλιό Very Large Array στο Νέο Μεξικό και το Very Long Baseline Array των πιάτων σε όλες τις ΗΠΑ. Αναβαθμίσεις στο Παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων μεγάλου συμβολόμετρου (LIGO) και προτείνονται επίσης σχέδια για ενδεχόμενο διάδοχο.

Εν τω μεταξύ, οι κοσμολόγοι θα ενθουσιαστούν όταν ακούσουν ότι η έρευνα απαιτεί επίσης ένα νέο επίγειο παρατηρητήριο, που ονομάζεται παρατηρητήριο CMB Stage 4, για να ανιχνεύει την πόλωση στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων για να αναζητήσει στοιχεία για αρχέγονα βαρυτικά κύματα που προέκυψαν από τον κοσμικό πληθωρισμό στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος.

Τέλος, πίσω στο διάστημα, η υψηλότερη προτεραιότητα για αποστολές μεσαίας κλίμακας είναι ένα πρόγραμμα ταχείας απόκρισης σε τομέα χρόνου και multimessenger για να αντικαταστήσει το διαστημόπλοιο Swift της NASA και να ανιχνεύσει σουπερνόβα, εκρήξεις ακτίνων γάμμα, κιλονόβα και διάφορα άλλα είδη αστρονομικών παροδικών. Είναι σημαντικό, οι αποστολές σε αυτό το νέο πρόγραμμα πρέπει να είναι σε θέση να συνεργάζονται και να υποστηρίζουν τις επίγειες παρατηρήσεις του LIGO, του Σειρά τηλεσκοπίου Cherenkov και την Παγάκι ανιχνευτής νετρίνων, για τον οποίο έχει επίσης προταθεί ένας ανιχνευτής «Γενιάς 2».

Χρηματοδοτείται επαρκώς;

Η γενική ανταπόκριση στις συστάσεις της δεκαετιακής έρευνας ήταν ως επί το πλείστον θετική, με τη NASA, το Εθνικό Εργαστήριο Οπτικής Υπέρυθρης Αστρονομίας (NOIRLab) και την Εθνικό Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο (NRAO) όλα δίνοντας τη σφραγίδα της έγκρισής τους. Το επόμενο βήμα, λέει ο Χάρισον, είναι να πειστούν οι πολιτικοί να αποχωριστούν τα κεφάλαια που θα χρειαστούν για να γίνουν δυνατά τα μεγάλα παρατηρητήρια.

Το επόμενο βήμα είναι να πειστούν οι πολιτικοί να αποχωριστούν τα κεφάλαια που θα χρειαστούν για να γίνουν δυνατά τα μεγάλα παρατηρητήρια

Fiona Harrison, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια

«Σίγουρα ένα επίκεντρο τώρα για μένα και τον Robert Kennicutt [ο συνπρόεδρος του Χάρισον από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και το Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας] είναι να προσπαθήσουμε να εκφράσουμε στο Κογκρέσο τον ενθουσιασμό των συναρπαστικών έργων που προτείνει η έρευνα», λέει. «Ήταν μια θετική απάντηση από τη NASA και θέλει να πραγματοποιήσει τις συστάσεις, αλλά ο προϋπολογισμός πρέπει να είναι εκεί».

Εάν αυτά τα χρήματα είναι προσεχώς, τότε ο Rieke εκτιμά ότι η χρηματοδότηση που απαιτείται για την ωρίμανση της τεχνολογίας για το οπτικό τηλεσκόπιο είναι περίπου μισό δισεκατομμύριο δολάρια. «Τότε θα είμαστε έτοιμοι, κοντά στο τέλος αυτής της δεκαετίας, να έχουμε όλα τα τεχνολογικά παπιά να κάθονται στη σειρά και θα είμαστε σε θέση να μπούμε στη φάση της κατασκευής», λέει.

Τα χρονοδιαγράμματα που εμπλέκονται είναι εκπληκτικά. Εάν το Hubble και το Chandra είναι κάτι που θα συμβεί, τα τηλεσκόπια επόμενης γενιάς που θα εκτοξευθούν στη δεκαετία του 2040 θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ακόμα και στη δεκαετία του 2070 ή μετά. Επομένως, οι συστάσεις της δεκαετιακής έρευνας δεν είναι σημαντικές μόνο για τα επόμενα 10 χρόνια της αστρονομίας, αλλά για τον αντίκτυπό τους σε μεγάλο μέρος αυτού του αιώνα. Υπήρχε επομένως τεράστια πίεση στην έρευνα για να γίνει σωστά.

«Εκεί είναι σημαντικό να επιλέγουμε φιλόδοξους στόχους», λέει ο Rieke. «Πρέπει να προσδιορίσεις κάτι που είναι τόσο σημαντικό που όλοι συμφωνούν και είναι αρκετό βήμα προς τα εμπρός ώστε κάτι άλλο να μην σε ξεπεράσει όσο το κάνεις». Η ιστορία θα κρίνει εάν αυτή η δεκαετία έρευνα πήρε σωστές τις βασικές της αποφάσεις, αλλά από τη σημερινή προοπτική, το μέλλον της αστροφυσικής υπόσχεται να είναι συναρπαστικό.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Κόσμος Φυσικής