Изображение художника предлагаемого космического телескопа LUVOIR, который можно использовать для непосредственного изображения экзопланет.
(Изображение: © NASA / GSFC)
В соответствии с утвержденным Конгрессом отчетом, опубликованным сегодня (5 сентября) ведущей научной консультативной группой в США, НАСА должно сосредоточить свой бюджет на исследованиях экзопланет на больших космических и наземных телескопах.
Новый доклад Национальной академии наук служит основой десятилетней системы установления приоритетов в астрономическом сообществе, которая определяет долгосрочную стратегию НАСА.
«Действительно большое сообщение состоит в том, что это очень особенный момент в истории человечества», - сказал Space.com Дэвид Шарбонно, астроном Гарвардского университета и сопредседатель комитета, выступавшего за новый доклад. «Люди задавались вопросом о том, существует ли жизнь на других планетах в течение сотен лет, возможно тысячелетий». [13 способов поиска умных иностранцев]
Если мы решим сделать правильные инвестиции, он продолжил: «Мы действительно можем узнать ответ на этот вопрос в течение следующих 20 лет».
И согласно новому отчету, эти инвестиции очевидны, с указанием семи ключевых приоритетов, включая создание космического телескопа, достаточно мощного, чтобы непосредственно видеть экзопланеты; строительство больших наземных телескопов; и продолжение процесса разработки и запуска космического телескопа на основе широкополосного инфракрасного обзорного телескопа (WFIRST).
«В этом отчете они действительно удваивают стратегию большой миссии», - сказала Space.com Джесси Кристиансен, которая изучает экзопланеты в Калифорнийском технологическом институте и Институте экзопланет НАСА и не участвовала в новом отчете. «Это будут невероятно большие, дорогостоящие усилия, но они могут достичь чего-то, что нас вдохновляет», - сказала она, - например, обнаружение и изучение небольших каменистых планет вокруг звезд, таких как наше собственное солнце.
Поскольку отчет сфокусирован на инструментах, которые могут начать работать через 15 или 20 лет, в нем лишь кратко обсуждаются текущие проекты, такие как недавно запущенный Transiting Exoplanet Survey Satellite, который начал собирать данные в конце июля, и краткосрочные проекты. как космический телескоп Джеймса Вебба (Webb), запуск которого в настоящее время запланирован на 2021 год. Комитет выразил поддержку этим проектам.
Астрономы, как правило, заявляют о своей поддержке научных целей Уэбба, но этот телескоп приобрел репутацию за превышение бюджета и отставание от графика. Кристиансен обеспокоен тем, что акцент в новом отчете на столь же амбициозных проектах может оказаться проблематичным, если они также увидят проблемы с затратами и сроками. По ее словам, такие крупные проекты, как Уэбб, «просто едят обеды всех остальных», и их споты побудили некоторых ученых вместо этого сосредоточиться на более мелких проектах. Но это не относится к авторам нового доклада.
«Это действительно смелая стратегия, заключающаяся в том, что мы должны положить все яйца в одну корзину», - сказал Кристиансен, добавив, что, хотя этот подход сопряжен с потенциально высокой выгодой, он также сопряжен с потенциально высокими рисками. «Если мы сожгли слишком много мостов с предыдущими миссиями, и это не работает, то мы немного без руля», - сказал Кристиансен. Она была удивлена тем, что в отчете больше не говорится о крошечных, относительно недорогих спутниках, называемых CubeSats, и о том, как они могут внести вклад в науку об экзопланетах, хотя лидеры отчетов на пресс-конференции указали, что эти небольшие миссии также будут полезны.
Но комитет, стоящий за отчетом, считает, что большие цены на наклейки для смелых миссий того стоят. «Стоимость этих телескопов и миссий, о которых мы говорим, хотя и существенна, безусловно, не выходит за рамки того, что мы, как общество, можем сделать», - считает астроном из Университета штата Огайо Б. Скотт Гауди. -председатель комитета, сообщил Space.com.
Эти дорогостоящие проекты представляют собой амбициозные космические телескопы, такие как Большой ультрафиолетовый / оптический / инфракрасный геодезист (LUVOIR) и Обсерватория обитаемого экзопланеты, каждый из которых будет достаточно мощным, чтобы отделить крошечный свет планеты от мощного сияния ее звезды. Они также включают финансирование гигантских наземных телескопов, таких как Тридцатиметровый телескоп (возможно, на Гавайях) и Гигантский Магелланов телескоп (в Чили).
Этот акцент на прямую визуализацию выделился Тэйну Керри, астроному из Национальной астрономической обсерватории Японии, не включенному в новый доклад, который фокусируется на этой технике, которая в настоящее время чрезвычайно трудна. «[Прямое изображение] интригует, потому что зрение - это вера», - сказал он Space.com. «Многие люди, когда вы говорите им, что мы на самом деле не обнаруживаем непосредственно многие планеты, это своего рода головокружение».
Обнаружения экзопланет в настоящее время имеют тенденцию обнаруживать планеты по легкому колебанию их гравитации в положении звезды (так называемый метод лучевой скорости) или по небольшому падению яркости звезды, вызванному скольжением планеты между звездой и телескопом (называемым транзитом). метод). Напротив, в отчете основное внимание уделяется методам обнаружения, которые требуют следующего уровня технологии - прямой визуализации и микролинзирования, который использует оптический прием для увеличения удаленных участков пространства и будет возможен с телескопом WFIRST, который в настоящее время планируется запустить в 2025 году.
Прямое изображение также предлагает дополнительную информацию о самой планете и о том, что может происходить на ее поверхности. «Как только вы сможете увидеть планету, вы сможете делать все виды интересных вещей», например, изучать ее орбиту, начинать понимать ее состав и, возможно, замечать признаки погоды или вращения, - говорит Пэт Маккарти, вице-президент по операциям Гигантского Магелланова телескопа, который не был вовлечен в новый отчет, сообщил Space.com. «Это действительно открывает мир». [10 экзопланет, способных принять инопланетную жизнь]
Хотя в докладе подчеркивается привлекательность определения обитаемости и поиска жизни, он стремится сбалансировать эти вопросы с другими, связанными с экзопланетами в более общем плане. «Комитет придерживался очень целостного взгляда на наше руководство стратегией экзопланет», - сказал Гауди. «Мы не верим, что можно выйти и идентифицировать жизнь без понимания контекста этой конкретной планеты».
Несмотря на то, что доклад в основном посвящен науке, он также адресован ученым, занимающимся исследованиями экзопланет, и призывает к междисциплинарному сотрудничеству и поддержке исследовательских грантов. В докладе также затрагиваются вопросы поощрения разнообразия и предотвращения дискриминации и преследований, хотя в нем не содержится каких-либо конкретных рекомендаций по этим темам.
В целом, в новом отчете намечается путь к значительному расширению исследований экзопланет в течение следующих двух десятилетий с потенциально важными последствиями. «Впервые в истории человечества мы можем начать, если захотим, ответить на вопрос о том, существует ли жизнь на других планетах», - сказал Гауди.
