Mākslinieka attēlojums ierosinātajam LUVOIR kosmosa teleskopam, ko varētu izmantot eksoplanētu tiešai attēlošanai.
(Attēls: © NASA / GSFC)
Kongresa pilnvarotajā ziņojumā, ko šodien (5. septembrī) publicēja premjerministra zinātnes padomdevēju grupa Amerikas Savienotajās Valstīs, ir konstatēts, ka NASA sava eksoplanētas izpētes budžetam būtu jākoncentrējas uz lieliem kosmosa un zemes teleskopiem.
Jaunais Nacionālās Zinātņu akadēmijas ziņojums tiek izmantots dekadaļas prioritāšu noteikšanas sistēmā astronomijas kopienā, kas vadās NASA ilgtermiņa stratēģijā.
"Patiešām liels vēstījums ir tas, ka šis ir ļoti īpašs brīdis cilvēces vēsturē," Space.com sacīja Hārvarda universitātes astronoms un jaunā ziņojuma izveidošanas komitejas līdzpriekšsēdētājs Deivids Šarbonāns. "Cilvēki ir domājuši par to, vai simtiem gadu, iespējams, tūkstošiem gadu, ir dzīvība uz citām planētām." [13 veidi, kā meklēt saprātīgus ārvalstniekus]
Ja mēs izvēlamies veikt pareizās investīcijas, viņš turpināja: "Mēs faktiski varētu uzzināt atbildi uz šo jautājumu nākamajos 20 gados."
Un saskaņā ar jauno ziņojumu šīs investīcijas ir skaidras, nosaucot septiņas galvenās prioritātes, ieskaitot kosmiskā teleskopa celtniecību, kas ir pietiekami spēcīgs, lai tieši redzētu eksoplanētas; lielu, uz zemes bāzu teleskopu būvēšana; un turpinot plaša lauka infrasarkano staru teleskopa (WFIRST) kosmiskā teleskopa izstrādes un palaišanas procesu.
"Šajā ziņojumā viņi patiešām dubulto lielo misijas stratēģiju," Džesija Kristiansena, kura studē eksoplanetes Kaltehā un NASA Eksoplanētas zinātnes institūtā un nebija iesaistīta jaunajā ziņojumā, pastāstīja Space.com. "Tie būs neticami lieli, dārgi centieni, taču viņi varētu sasniegt kaut ko tādu, par ko mēs esam satraukti," viņa sacīja - piemēram, kā atrast un izpētīt mazas, klinšainas planētas ap zvaigznēm, piemēram, mūsu pašu sauli.
Tā kā ziņojums ir vērsts uz instrumentiem, kas varētu sākt darboties 15 vai 20 gadus uz ceļa, tas tikai īsi aplūko pašreizējos projektus, piemēram, nesen palaisto Transit Exoplanet Survey Satellite, kas sāka vākt datus jūlija beigās, un tuvākā laika projektus , piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (Webb), kuru pašlaik plānots palaist 2021. gadā. Komiteja izteica atbalstu šiem projektiem.
Astronomi parasti ir pauduši atbalstu Veba zinātniskajiem mērķiem, taču šim teleskopam ir izveidojusies reputācija, ka viņš ir pārspējis budžetu un atpaliek no grafika. Kristiansens uztraucas, ka jaunā ziņojuma koncentrēšanās uz tikpat vērienīgiem projektiem varētu kļūt problemātiska, ja viņi redz arī izmaksas un laika grafika problēmas. Lieli projekti, piemēram, Webb, viņa sacīja: "Vienīgi ēdiet visu citu pusdienas", un viņu klupšanas pamudināja dažus zinātniekus pievērsties mazākiem projektiem. Bet tas neattiecas uz jaunā ziņojuma autoriem.
"Tā ir patiešām drosmīga stratēģija, kurā teikts, ka mums visas olas jāievieto vienā grozā," sacīja Kristiansens un piebilda, ka, lai arī pieeja nāk ar potenciāli lielu atdevi, tā arī rada potenciāli augstus riskus. "Ja mēs esam sadedzinājuši pārāk daudz tiltu ar iepriekšējām misijām un tas nedarbojas, tad mēs esam mazliet neapbruņoti," sacīja Kristiansens. Viņa bija pārsteigta, ka ziņojumā neredzēja vairāk sarunu par niecīgajiem, salīdzinoši lētajiem satelītiem, kurus sauc par CubeSats, un par to, kā tie varētu dot ieguldījumu eksoplanētu zinātnē, lai gan ziņojumu vadītāji preses konferences laikā precizēja, ka arī šīs mazākās misijas būs vērtīgas.
Bet komiteja, kas atbalsta ziņojumu, uzskata, ka lielās uzlīmju cenas drosmīgajās misijās ir tā vērts. "Izmaksas, kas saistītas ar šiem teleskopiem un komandējumiem, par kuriem mēs runājam, ir ievērojamas, taču tās noteikti nav ārpus tā, ko mēs kā sabiedrība varam darīt," - B. Skots Gaudi, Ohaio štata universitātes astronoms un līdzstrādnieks -komitejas priekšsēdētājs, pastāstīja Space.com.
Šie dārgie projekti ir tādi vērienīgi kosmosa teleskopi kā Lielais ultravioletais / optiskais / infrasarkanais mērītājs (LUVOIR) un Habitable Exoplanet Observatory, kas katrs būtu pietiekami jaudīgs, lai atdalītu niecīgo planētas gaismu no tās zvaigznes spēcīgā atspīduma. Tajos ietilps arī milzu, uz zemes bāzu teleskopu finansēšana, piemēram, trīsdesmit metru teleskops (iespējams, Havaju salās) un Milzu Magelāna teleskops (Čīlē).
Šis uzsvars uz tiešo attēlveidošanu izcēlās Thayne Currie, Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas astronomam, kurš nav iesaistīts jaunajā ziņojumā un kurš koncentrējas uz šo paņēmienu, kas šobrīd ir ārkārtīgi sarežģīts. "[Tieša attēlveidošana] ir intriģējoša, jo redzot tic," viņš teica Space.com. "Daudzi cilvēki, sakot viņiem, ka mēs faktiski tieši nekonstatējam daudzas planētas, tas ir galvas skrāpētājs."
Exoplanet detektēšanai šobrīd ir tendence pamanīt planētas ar nelielu viļņošanos, ko izraisa to smaguma pakāpe zvaigznes stāvoklī (saukta par radiālā ātruma metodi), vai arī pēc nelielas zvaigznes spilgtuma krituma, ko izraisa planētas slīdēšana starp zvaigzni un teleskopu (saukta par tranzītu) metode). Turpretī ziņojumā galvenā uzmanība tiek pievērsta noteikšanas metodēm, kurām ir nepieciešams nākamais tehnoloģiju līmenis - tiešai attēlveidošanai un mikrolīdzināšanai, kurā tiek izmantots optiskais triks, lai palielinātu attālākos kosmosa plankumus, un tas būs iespējams ar WFIRST teleskopu, kas pašlaik tiek plānots palaist 2025. gadā.
Tiešā attēlveidošana piedāvā arī papildu informāciju par pašu planētu un to, kas varētu notikt uz tās virsmas. "Tiklīdz jūs esat redzējis planētu, jūs varat darīt visu veidu interesantas lietas," piemēram, izpētīt tās orbītu, sākt saprast tās sastāvu un, iespējams, pamanīt laika apstākļu vai rotācijas pazīmes, Pat McCarthy, Giant Magellan teleskopa operāciju viceprezidents, kurš netika iesaistīts jaunajā ziņojumā, pastāstīja Space.com. "Tas patiešām atver pasauli." [10 eksoplanetes, kas varētu uzņemt svešu dzīvi]
Lai arī ziņojumā uzsvērts aicinājums noteikt apdzīvojamību un meklēt dzīvību, tas cenšas līdzsvarot šos jautājumus ar citiem, kas saistīti ar eksoplanetām vispārīgāk. "Komiteja ļoti holistiski vērtēja mūsu atbildību par eksoplanētas stratēģiju," sacīja Gaudi. "Mēs neuzskatām, ka ir iespējams iziet un identificēt dzīvi, neizprotot šīs konkrētās planētas kontekstu."
Lai gan ziņojums galvenokārt ir vērsts uz zinātni, tas attiecas arī uz zinātniekiem, kas veic eksoplanetu izpēti, aicinot uz starpdisciplināru sadarbību un atbalstu pētniecības stipendijām. Ziņojumā skarts arī dažādības veicināšana un diskriminācijas un uzmākšanās novēršana, lai gan tajā nav konkrētu ieteikumu par šīm tēmām.
Jaunais ziņojums ieskicē eksoplanetu pētījumu dramatiskas palielināšanas iespējas nākamajās divās desmitgadēs ar potenciāli nozīmīgām sekām. "Pirmoreiz cilvēces vēsturē mēs tagad varam sākt, atbildot uz jautājumu par to, vai uz citām planētām ir dzīvība," - sacīja Gaudi.
