En kunstners skildring af det foreslåede LUVOIR rumteleskop, der kunne bruges til direkte at afbilde eksoplaneter.
(Billede: © NASA / GSFC)
En kongres mandatrapport, der blev offentliggjort i dag (5. september) af den førende videnskabsrådgivningsgruppe i De Forenede Stater, har fundet, at NASA skulle fokusere sit exoplanet-forskningsbudget på store rum- og jordbaserede teleskoper.
Den nye National Academy of Sciences-rapport strømmer ind i et decadalt prioriteringssystem i astronomisamfundet, der styrer NASAs langsigtede strategi.
"Den virkelig store besked er, at dette er et meget specielt øjeblik i menneskets historie," sagde David Charbonneau, en astronom ved Harvard University og medformand for udvalget bag den nye rapport, til Space.com. "Mennesker har spekuleret på, om der er liv på andre planeter i hundreder af år, antagelig tusinder af år." [13 måder at søge efter intelligente udlændinge]
Hvis vi vælger at foretage de rigtige investeringer, fortsatte han, "Vi kunne faktisk lære svaret på det spørgsmål i de næste 20 år."
Og ifølge den nye rapport er disse investeringer tydelige med syv vigtige prioriteter, der indgår, herunder bygning af et rumteleskop, der er kraftigt nok til direkte at se eksoplaneter; bygning af store, jordbaserede teleskoper; og fortsætte udviklings- og lanceringsprocessen for det rumbaserede teleskop Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST).
"I denne rapport dobbeltarbejder de virkelig den store missionstrategi," sagde Jessie Christiansen, der studerer eksoplaneter ved Caltech og NASAs Exoplanet Science Institute og ikke var involveret i den nye rapport, til Space.com. ”Dette vil være utroligt store, dyre indsatser, men de kunne opnå noget, vi er begejstrede for,” sagde hun - ligesom at finde og studere små, klippefyldte planeter omkring stjerner som vores egen sol.
Da rapporten er fokuseret på instrumenter, der kunne komme i arbejde 15 eller 20 år ad vejen, diskuteres den kun kort igangværende projekter, såsom den nyligt lancerede Transiting Exoplanet Survey Satellite, der begyndte at indsamle data i slutningen af juli, og projekter, der var tæt på ligesom James Webb-rumteleskopet (Webb), som i øjeblikket er planlagt til lancering i 2021. Udvalget udtrykte støtte til disse projekter.
Astronomer har generelt givet udtryk for deres støtte til Webbs videnskabelige mål, men at teleskopet har udviklet et ry for at være over budgettet og bagud. Christiansen bekymrer sig for, at den nye rapports fokus på lignende ambitiøse projekter kan ende med at blive problematiske, hvis de også ser omkostnings- og tidslinjeproblemer. Store projekter som Webb, sagde hun, ”bare spis alle andres frokost”, og deres snuble har opmuntret nogle forskere til at fokusere på mindre projekter i stedet. Men det er ikke tilfældet for forfatterne af den nye rapport.
”Det er en rigtig dristig strategi at sige, at vi skal lægge alle vores æg i en kurv,” sagde Christiansen og tilføjede, at selvom fremgangsmåden kommer med potentielle høje belønninger, kommer den også med potentielle høje risici. "Hvis vi har brændt for mange broer med de tidligere missioner, og det fungerer ikke, så er vi lidt rodløse," sagde Christiansen. Hun var overrasket over ikke at se mere tale i rapporten om de bittesmå, relativt billige satellitter kaldet CubeSats, og hvordan de kunne bidrage til exoplanetvidenskab, selvom rapportlederne specificerede under en pressekonference, at disse mindre missioner også ville være værdifulde.
Men udvalget bag rapporten mener, at de store klistermærkepriser på dristige missioner er det værd. ”Omkostningerne ved disse teleskoper og de missioner, som vi taler om, selvom de er væsentlige, er bestemt ikke uden for omfanget af, hvad vi som samfund kan gøre,” B. Scott Gaudi, astronom ved Ohio State University og co -formand for udvalget, fortalte Space.com.
Disse dyre projekter er ambitiøse rumteleskoper som den store ultraviolette / optiske / infrarøde landmåler (LUVOIR) og det beboelige eksoplanetobservatorium, som hver ville være kraftfuld nok til at adskille en planets lille lys fra den stors stærke blænding. De vil også omfatte finansiering af gigantiske, jordbaserede teleskoper, ligesom det tretti meter teleskop (muligvis på Hawaii) og det gigantiske magellan-teleskop (i Chile).
Denne vægt på direkte billeddannelse fremhævede Thayne Currie, en astronom ved National Astronomical Observatory of Japan, der ikke var involveret i den nye rapport, der fokuserer på den teknik, som i øjeblikket er ekstremt vanskelig. "[Direkte billeddannelse] er spændende, fordi det at se er troende," fortalte han Space.com. "Mange mennesker, når du fortæller dem, at vi faktisk ikke direkte opdager mange af planeterne, er det slags en head-scratcher."
Exoplanet-detektioner lige nu har en tendens til at se planeter ved den svage vugge, som deres tyngdekraft forårsager i en stjernes position (kaldet metoden for radial hastighed) eller ved den svage dukkert i en stjernes lysstyrke forårsaget, når en planet glider mellem stjernen og et teleskop (kaldet transit metode). I modsætning hertil fokuserer rapporten på detektionsmetoder, der kræver det næste teknologiniveau - direkte billeddannelse og mikrolensering, der bruger et optisk trick til at forstærke fjerne pletter med plads og vil være muligt med WFIRST-teleskopet, der i øjeblikket er beregnet til lancering i 2025.
Direkte billeddannelse tilbyder også yderligere oplysninger om selve planeten og hvad der kan ske på dens overflade. "Når du først har set planeten, kan du gøre alle slags interessante ting," som at studere dens bane, begynde at forstå dens sammensætning og måske se tegn på vejr eller rotation, Pat McCarthy, vicepræsident for operationer med det kæmpe Magellan-teleskop, der var ikke involveret i den nye rapport, fortalte Space.com. "Det åbner virkelig verden." [10 eksoplaneter, der kunne være vært for fremmed liv]
Selvom rapporten understreger appellen til at bestemme beboelsesevne og søge efter liv, stræber den efter at afbalancere disse spørgsmål med andre, der er relateret til eksoplaneter mere generelt. "Udvalget indtog et meget holistisk syn på vores ansvar for en exoplanet-strategi," sagde Gaudi. "Vi tror ikke, det er muligt at gå ud og identificere livet uden at forstå sammenhængen på den særlige planet."
Selvom rapporten primært fokuserer på videnskab, henvender den sig også til videnskabsmændene bag exoplanet-forskning og kræver tværfagligt samarbejde og støtte til forskningsstipendier. Rapporten berører også opmuntring til mangfoldighed og forebyggelse af forskelsbehandling og chikane, selvom den ikke indeholder konkrete henstillinger om disse emner.
Alt i alt skitserer den nye rapport en sti til dramatisk at øge eksoplanetundersøgelser i løbet af de næste to årtier med potentielt store konsekvenser. "For første gang i menneskets historie kan vi nu gå i gang, hvis vi vælger det, med at besvare spørgsmålet om, hvorvidt der er liv på andre planeter," sagde Gaudi.
