Stiinta Tech

Astronomii cer un nou telescop spațial masiv pentru a găsi următorul Pământ

Astronomii cer un nou telescop spațial masiv pentru a găsi următorul Pământ noiembrie 5, 2021
Astronomers

Astronomii americani cer dezvoltarea unei noi suite de telescoape spațiale grandioase, care să poată privi în atmosferele planetelor dincolo de Sistemul nostru Solar, să asculte găurile negre care sună pe măsură ce se formează în Univers și să privească înapoi în timp. când galaxiile au apărut pentru prima dată. Totul face parte dintr-o strategie ambițioasă pe termen lung de a crea următoarea generație de instrumente pentru a studia cele mai îndepărtate zone ale spațiului, cu speranța de a lansa aceste nave spațiale în anii 2030 și 2040.

Astronomii și-au prezentat viziunea pentru acest viitor într-un raport cunoscut sub numele de Studiul decenal al astronomiei și astrofizicii, publicat astăzi de Academiile Naționale de Științe. Compilat la fiecare 10 ani, după întâlniri și dezbateri ample, sondajul este în esență o listă de dorințe, care detaliază misiunile cu cea mai mare prioritate pe care astronomii le-ar dori ca NASA să le construiască în următorul deceniu. Studiile deceniale din trecut au condus la formarea unora dintre cele mai întreprinzătoare misiuni ale NASA, cum ar fi telescopul spațial Hubble, aflat în prezent pe orbită în jurul Pământului, și telescopul spațial James Webb, sau JWST, care urmează să se lanseze în spațiul profund înainte. sfarsitul anului.

De obicei, în raportul lor, astronomii vor oferi o listă de misiuni pe care și-ar dori cel mai mult să le vadă înainte, clasate în ordinea priorităților. Anul acesta, recomandările sunt puțin diferite. Similar cu sondajele anterioare, noul sondaj recomandă construirea unui mare telescop spațial „amiral” – un uriaș care poate vedea lumina infraroșie, optică și ultravioletă în atmosferele planetelor care sunt de 10 miliarde de ori mai slabe decât stelele pe care le orbitează, căutând semne. de viață. Dar raportul recomandă, de asemenea, dezvoltarea a două telescoape mai mici – unul care vede raze X și unul care vede în infraroșu îndepărtat – aproape simultan, în timp ce se investește în diverse telescoape terestre și misiuni spațiale deja în dezvoltare. Ei numesc această conductă „Programul de maturizare a misiunii și tehnologiei Marii Observatoare” și ar avea ca rezultat construirea mai multor nave spațiale împreună.

În acest fel, peste câteva decenii, astronomii vor avea o întreagă flotă de telescoape spațiale noi, oferind cea mai cuprinzătoare imagine vreodată a Universului la distanță. Mulți din comunitatea științifică sunt încântați de această idee. „Echipa Decadal a făcut față provocării”, a spus Heidi Hammel, vicepreședintele pentru știință la Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie, un consorțiu de instituții academice care operează telescoape majore, într-un e-mail pentru The Verge. „Au prezentat știința minunată și au făcut alegeri îndrăznețe, atât pentru instalațiile de la sol, cât și pentru cele spațiale. Sunt atât de fericit acum.”

CĂUTAREA PENTRU UN NOU PĂMÂNT

Cel mai mare obiectiv stabilit în Decadal Survey – și prioritatea telescopului său spațial emblematic – este găsirea și catalogarea lumilor dincolo de Sistemul nostru Solar. Primele dintre aceste planete îndepărtate, cunoscute sub numele de exoplanete, au fost descoperite abia la începutul anilor 1990. De atunci, astronomii au catalogat alte mii, transformând complet înțelegerea noastră despre cosmos. Acum că știm că exoplanetele sunt comune, oamenii de știință caută una – sau mai multe – care ar putea fi casa vieții extraterestre.

Problema este că studiul exoplanetelor este incredibil de dificil. Aceste lumi sunt extrem de îndepărtate, de obicei orbitează în jurul unor stele foarte strălucitoare care le copleșesc în lumină și le spală. Asta îi împiedică pe astronomi să vadă exoplanetele în mod direct. În schimb, oamenii de știință trebuie să deducă prezența lor, fie privind o stea îndepărtată și așteptând ca aceasta să se estompeze puțin – un semn că o lume minusculă trece prin fața ei, blocându-i lumina – sau măsurând modul în care stelele îndepărtate se clătinesc din cauza atracția gravitațională a unei planete din apropiere.

Dar doar să știi că există o exoplanetă nu este suficient pentru a răspunde la întrebarea supremă: suntem singuri? Astronomii sunt disperați să se uite în atmosferele acestor lumi îndepărtate pentru a vedea dacă ar putea să semene cu a noastră. Punctul culminant al descoperirii unei exoplanete ar fi găsirea unei exoplanete cu gazele potrivite în atmosfera sa, parcată în zona locuibilă a unei stele asemănătoare Soarelui – un loc în care nu este prea cald și nici prea rece, permițând apei să se acumuleze pe suprafața planetei. . Dar nu vom descoperi niciodată asta dacă rămânem blocați să urmărim stelele în timp ce se întunecă și se scutură.

Cu un telescop spațial uriaș care prezintă o antenă de 20 de picioare (6 metri) care poate vedea în tipuri de lumină strălucitoare, astronomii cred că vor putea vedea în sfârșit o abundență de exoplanete direct, inclusiv pe cele care sunt prea slabe. sa te uiti acum. În acest fel, am putea să găsim geamănul Pământului și poate chiar să confirmăm existența vieții pe acesta. „Ne concentrăm specificul în jurul realizărilor științifice pe care vrem să le vedem să se întâmple”, spune Keivan Stassun, profesor de fizică și astronomie la Vanderbilt și unul dintre membrii comitetului care au scris noul Studiu decenal, pentru The Verge. „Vrem să descoperim Pământul. Vrem să descoperim lumi locuibile. Aceasta este o prioritate științifică specifică.”

O redare artistică a cum ar putea arăta telescopul HabEx
Imagine: NASA/JPL

Pentru a proiecta acest nou telescop gigant, inginerii se vor baza probabil din două idei de observatoare propuse care au fost deja schițate în detaliu. Înainte de a finaliza studiul decenal, patru echipe de oameni de știință au venit cu patru propuneri diferite pentru telescoape spațiale, oferind un cadru pentru cum ar putea arăta viitoarele misiuni emblematice. Două dintre cele patru echipe, LUVOIR și HabEx, au propus telescoape care ar putea căuta lumi locuibile. HabEx a cerut un plan îndrăzneț pentru a construi o umbra stelară, care să zboare în fața telescopului și să blocheze lumina stelelor îndepărtate, făcând exoplanetele lor mai ușor de văzut. LUVOIR a cerut un telescop spațial monstru care să semene un pic cu viitoarea navă spațială JWST a NASA, modernizată la extrem. BugEx propus de HabEx s-a situat între 8 și 10,5 miliarde de dolari, potrivit noului sondaj, în timp ce cel al lui LUVOIR a fost de 17 miliarde de dolari.

„ESTE CEL MAI MAI BUN REZULTAT POSIBIL LA CARE L-AȘ FI SPERAT”

Sondajul decenial nu recomandă construirea nici HabEx sau LUVOIR în mod specific. Raportul notează că HABEx nu a fost suficient de ambițios în domeniul de aplicare și că LUVOIR a fost puțin peste vârf în ceea ce privește bugetul. În schimb, raportul prezintă pur și simplu ce dorește comunitatea astronomică să facă aceste telescoape, ceea ce ar trebui să contribuie la informarea designului lor final. Cercetătorii care au lucrat la aceste proiecte sunt destul de fericiți de decizie.

„Este absolut uimitor”, îi spune pentru The Verge Scott Gaudi, profesor de astronomie la Universitatea de Stat din Ohio și co-catedră comunitară pentru studiul HabEx. „Este cel mai bun rezultat posibil la care aș fi putut spera, nu doar pentru mine, ci și pentru toți oamenii care au lucrat la aceste concepte mari de misiune.”