Новая дорожная карта астрономии требует создания огромного космического телескопа с широким спектром действия

Увеличить / Римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на конец этого десятилетия, позволит наблюдать за планетами и галактиками.

В четверг Национальные академии наук выпустили последнее десятилетнее исследование, который астрономическая отрасль использует для принятия решений о финансировании. Хотя опрос не гарантирует финансирования, он оказывает большое влияние на НАСА и Национальный научный фонд (NSF), которые финансируют большую часть астрономических исследований в США.

Последняя итерация определяет несколько научных приоритетов, включая изучение образования и эволюции галактик и экзосолнечных систем. А также подсказывает, какое оборудование потребуется для получения данных, необходимых для этих исследований. В данном случае речь идет о следующей из Великих обсерваторий НАСА: космическом телескопе масштаба Уэбба, который чувствителен к длинам волн от ультрафиолетового до инфракрасного.

В то же время исследование предупреждает, что финансирование существующей деятельности стало немного несбалансированным и необходимо изменить приоритеты.

На что мы должны смотреть?

В Обзоре говорится, что есть три области, которые должны стать основным направлением астрономии в ближайшие десять лет. Один из них – образование и эволюция галактик. Эта область, вероятно, выиграет от космического телескопа Уэбба, который был разработан специально для сбора данных на длинах волн, которые позволят ему получить изображения некоторых из первых галактик Вселенной. Римский космический телескоп, запуск которого запланирован на конец этого десятилетия, также предоставит ценный обзор галактик.

Моделирование, основанное на очевидном содержании темной материи в нашей Вселенной, предполагает, что эти первые галактики сформировались из сетки нитей, образованных темной материей, а затем выросли в результате слияний и столкновений, чтобы стать зрелыми галактиками, которые мы видим сегодня. Во время этого процесса продолжающиеся крупномасштабные взаимодействия помогли создать структуры, подобные скоплениям галактик. Разнообразные свидетельства подтверждают различные аспекты этих моделей; мы ясно наблюдали столкновения галактик и их последствия, и, возможно, мы, например, получили изображения некоторых нитей темной материи. Но на ранних этапах этого процесса есть некоторые ключевые пробелы, и необходимо заполнить множество деталей.

Вторая область внимания отличается от этих целей в основном масштабом. Опять же, у нас есть много моделирования, показывающего, как экзосолнечные системы могут формироваться и развиваться с течением времени, но у нас есть лишь скудные данные о том, как эти системы и планеты, которые они содержат, выглядят в настоящее время, отчасти потому, что в обсерватории Кеплера были отказы оборудования, которые сохраняли это от обнаружения любых планет, которые не обращаются относительно близко к своей родительской звезде. Здесь тоже предстоит много работы по астрономии, и опять же, космические телескопы Уэбба и Рима чувствительны к длинам волн, которые могут помочь с некоторыми из них. Но нам также потребуются наблюдения на других длинах волн, чтобы понять важные факторы, такие как колебания активности звезд помимо Солнца.

Возможно, самый большой вклад, который эти телескопы внесут, будет в их изучении атмосфер экзопланет, предоставлении некоторых указаний на их состав, который может дать некоторое представление о том, будет ли планета гостеприимной для жизни – или покажет ли она доказательства существования жизни. в настоящее время принимает его. Очевидно, что последний пункт будет в центре внимания наблюдений.

Последний пункт в списке – это то, что называется «астрономия с несколькими мессенджерами». Благодаря Нейтринная обсерватория IceCube и растущее число детекторы гравитационных волн, теперь мы можем одновременно наблюдать события, используя длины волн света, изменения в ткани пространства и субатомные частицы, произведенные этим событием. Эта технология может предоставить гораздо более полную картину некоторых из самых энергичных событий во Вселенной, от гибели массивных звезд до слияния черных дыр. Подобная работа только начинается, и есть потенциал для расширения списка оборудования, которое предупреждает астрономов о событии или быстро реагирует на эти предупреждения, чтобы предоставлять наблюдения.

Что строить?

Важным пунктом в списке дел является создание большого космического телескопа, чувствительного к очень широкому диапазону длин волн, что позволяет (среди прочего) лучше охарактеризовать атмосферы экзопланет. «Большой» в данном случае означает примерно размер космического телескопа Уэбба, то есть значительно больше, чем Хаббл. Новый телескоп будет чувствителен к диапазону длин волн, который в значительной степени перекрывает комбинированный диапазон Уэбба и Хаббла. Это масштабный проект, который фактически не будет запущен в космос до 2040-х годов – намного позже периода, охваченного этим десятилетним обзором.

Вместо этого опрос предполагает, что в этом десятилетии мы увидим новый процесс разработки таких крупных проектов, который называется «Миссия великих обсерваторий и программа развития технологий». Основная цель этой программы – управлять технологическим риском на ранних этапах планирования, прежде чем проект продвинется настолько далеко, что любые проблемы вызовут неразрешимые сложности. В этом случае Обзор рекомендует решать некоторые технологические проблемы с помощью промежуточного оборудования, которое полезно для наблюдений и для тестирования нового оборудования. Этот проект будет включать два космических телескопа, инфракрасный и рентгеновский, запуск которых состоится к концу десятилетия.

Авторы обзора также рекомендуют НАСА реализовать категорию миссий где-то между его средними миссиями Explorer и крупными проектами, такими как Великие обсерватории. Названный миссиями класса «Зонд», этот класс хорошо описывает то, что мы ожидаем от этих двух промежуточных обсерваторий в космосе, и может служить моделью для будущего развития Великих обсерваторий.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.