Americkí astronómovia vo štvrtok vyzvali národ, aby investoval do novej generácie „extrémne veľkých“ multimiliardových ďalekohľadov, väčších ako ktorýkoľvek z teraz obiehajúcich okolo Zeme alebo vo vesmíre.
Investícia bude potrebná na rozšírenie a spojenie úsilia dvoch konkurenčných projektov, Giant Magellan Telescope a Thirty Meter Telescope. Po dokončení s primárnymi zbernými zrkadlami s priemerom 25 až 30 metrov budú tieto teleskopy asi 100-krát citlivejšie ako ktorýkoľvek teleskop v súčasnosti v prevádzke.
Umožnia astronómom nahliadnuť hlboko do stredu vzdialených galaxií, kde víria monštruózne čierne diery a vyžarujú energiu; skúmanie záhad, akými sú temná hmota a temná energia; A skúmajte planéty okolo hviezd iných ako Slnko. Možno dôležitejšie je, že môžu vyvolať nové otázky o povahe vesmíru.
Astronómovia sa však roky snažili získať dostatok peňazí na splnenie svojich snov. V novom návrhu Národná vedecká nadácia poskytne 1,6 miliardy dolárov na financovanie oboch projektov a následne ich pomôže spustiť v rámci nového programu s názvom Extrémne veľký teleskop Spojených štátov.
Vo štvrtok astronómovia tiež naliehali na NASA, aby spustila novú misiu a program vyspelosti technológie Great Observatory, ktorý vyvinie sériu astrofyzických kozmických lodí v priebehu nasledujúcich 20 až 30 rokov. Prvým z nich bude optický teleskop väčší ako Hubbleov vesmírny teleskop a schopný nájsť a študovať planéty podobné Zemi – potenciálne obývateľné „exo-Zeme“ – v blízkom vesmíre. Len NASA to môže dosiahnuť, povedali astronómovia, pričom poznamenali, že by to mohlo byť hotové v roku 2040 a stálo by to 11 miliárd dolárov.
Tieto dve odporúčania boli najväčšie v dlho očakávanej 614-stranovej správe pre rok 2020 Pathways to Discovery in Astronomy and Astrofyzika, ktorú vo štvrtok zverejnili Národné akadémie vied, inžinierstva a medicíny.
Akadémia za posledných 70 rokov sponzorovala prieskum medzi astronomickou komunitou s cieľom určiť priority pre veľké objekty v nasledujúcom desaťročí. Decadal Survey, ako je známe, priťahuje pozornosť Kongresu, NASA, Národnej vedeckej nadácie a Ministerstva energetiky.
Tohtoročné úsilie – Fiona A. Harrison z California Institute of Technology a University of Arizona a Robert C. z Texas A&M University. Kenicut, Jr. – trvalo tri roky a desiatky stretnutí a diskusií medzi 13 podpanelmi sa rozprestierali v každom z nich. odvetvie astronómie. Celkovo bolo do prieskumu predložených 860 bielych kníh, vrátane toho, ktoré teleskopy by sa mali postaviť, vesmírne misie, ktoré by sa mali spustiť, experimenty alebo pozorovania, ktoré by sa mali vykonať, a otázky, ako je diverzita, ktoré by mala astronomická komunita riešiť.
V rozhovore Dr. Harrison povedal, že jeho výbor sa pokúsil vyvážiť ambície s časom a peniazmi, ktoré tieto projekty zaberajú. Napríklad sa objavilo niekoľko nápadov na vesmírne lode na prieskum planét. Niektoré boli veľmi veľké, iné veľmi malé; Poprava niektorých by trvala storočie. Namiesto toho, aby si jeden vybral, skupina požiadala komunitu a NASA, aby prišli s nápadmi na vesmírny teleskop s priemerom šesť metrov. (Hlavné zrkadlo Hubblea má priemer 2,4 metra.)
„Šesťmetrový ďalekohľad sa javí ako dosiahnuteľná ambícia,“ povedal Dr. Harrison.
„Je to od prírody ambiciózna snaha,“ povedala. „To dokáže iba NASA, iba Amerika. Veríme, že to dokážeme.“
Matt Mountain, prezident Asociácie univerzít pre výskum v astronómii alebo AURA, ktorá prevádzkuje observatóriá pre Národnú vedeckú nadáciu, opísal titulnú správu v e-maile ako „veľmi odvážnu“. „A neštítia sa formulovať víziu počas niekoľkých desaťročí, čo je presne to, čo si to bude vyžadovať a treba to prijať.“
Desaťročné prieskumy sú úspešné. Hubbleov vesmírny teleskop, ktorý bol vypustený v roku 1990 a stále funguje, aj vesmírny teleskop Jamesa Webba – navrhnutý tak, aby sa pozrel na začiatok času a ktorý sa má spustiť budúci mesiac – prekonali prieskumy v poslednom desaťročí.
A tak astronomická a astrofyzická komunita netrpezlivo očakáva výsledky každého nového prieskumu. „Výbor bol extrémne tajný,“ povedala Natalie Batala, profesorka z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz, ktorá viedla misiu NASA na hľadanie planét Kepler v e-maile v predvečer zverejnenia správy. „Nič som nepočul, úprimne. Čakám na špendlíky a ihly.“
Akadémia vo svojej štvrtkovej správe uviedla tri široké vedecké ciele na nasledujúce desaťročie: hľadanie obývateľných planét a života; štúdium čiernych dier a neutrónových hviezd, ktoré sú zodpovedné za najnásilnejšie udalosti v prírode; a rast a vývoj galaxií.
„Nadchádzajúce desaťročia privedú ľudstvo na cestu, aby určilo, či sme alebo nie sme sami,“ uvádza sa v správe. „Život na Zemi môže byť výsledkom normálneho procesu, alebo si môže vyžadovať také nezvyčajné podmienky, že sme jediné živé bytosti v našej vlastnej časti galaxie alebo dokonca vo vesmíre. Odpoveď na obe je hlboká.“
Myšlienka programu extrémne veľkého teleskopu je ambiciózna, pretože zahŕňa fúziu dvoch konkurenčných projektov ďalekohľadov. Tridsaťmetrový ďalekohľad, plánovaný na vrchol Mauna Kea na Havaji alebo Kanárske ostrovy v Španielsku a Obrovský Magellanov ďalekohľad pôsobiaci v Čile.
Oba teleskopy sú výsledkom medzinárodnej spolupráce a dvoch desaťročí snov o získavaní finančných prostriedkov a nábore partnerov. Oba teleskopy budú asi trikrát väčšie ako čokoľvek iné na Zemi a 100-krát schopnejšie rozoznať najjemnejšie vzdialené hviezdy vo vesmíre; Počas spoločnej práce mohli riešiť hlbšie otázky o vesmíre. Žiadny z projektov však nezískal dostatok peňazí na dosiahnutie svojich cieľov – sú potrebné viac ako 2 miliardy dolárov.
Ak sa nepodarí postaviť tieto teleskopy, Európa by získala vedúce postavenie v pozemnej astronómii, ktorá buduje Európsky extrémne veľký teleskop – 39-metrový ďalekohľad v čílskej púšti Atacama – ktorý by mal začať fungovať v roku 2027. Niektorí astronómovia prirovnali situáciu k zrušeniu amerického projektu Superconducting Super Collider v roku 1993, ktorý prisúdil budúcnosť časticovej fyziky CERNu a Veľkému hadrónovému urýchľovaču v Ženeve.
Ak by bola Národná vedecká nadácia Investovať do dokončenia dvoch ďalekohľadov, dosiahol by na nich kritické pozorovacie časy, ktoré by sa preniesli na amerických astronómov.
„Dva teleskopy na opačných pologuliach a so zásadne odlišnými konštrukciami by sa dokonale hodili na doplnkové skúmanie vesmíru,“ povedal Dr Harrison. „Predstaviť si, že Amerika by k tomu nemala prístup, je nepredstaviteľné.“
Čakajú nás veľké výzvy. Tím Giant Magellan už prerazil pôdu v Čile, ale pokrok na tridsaťmetrovom ďalekohľade bol zastavený Protesty a blokády pôvodných Havajčanov a iných skupín. Alternatívne miesto bolo určené na La Palma na Kanárskych ostrovoch.
Astronómovia očakávajú, že hviezdy sa prispôsobia ich odvážnej vízii vzhľadom na súčasný dôraz na infraštruktúru a rastúce rozpočty na vedu. Ale sú prenasledovaní históriou eskalácie nákladov, najmä s vesmírnym teleskopom Jamesa Webba, ktorý sa nakoniec spustí v decembri po oneskorení a konečnej cene 10 miliárd dolárov.
„Nad tým všetkým sa vynára JWST – celý program bude založený na jeho úspechu,“ povedal Michael Turner, kozmológ z Kavli Foundation v Los Angeles a veterán z desaťročných prieskumov. „držím palce.“
