Umjetnički prikaz predloženog svemirskog teleskopa LUVOIR koji bi se mogao koristiti za izravno slikanje egzoplaneta.
(Slika: © NASA / GSFC)
Kongresno izvješće objavljeno danas (5. rujna) od strane vodeće znanstvene savjetodavne skupine u SAD-u otkrilo je da bi NASA trebala usmjeriti svoj proračun za istraživanje egzoplaneta na velike svemirske i zemaljske teleskope.
Novo izvješće Nacionalne akademije znanosti temelji se na desetogodišnjem sustavu postavljanja prioriteta u astronomskoj zajednici koji upravlja NASA-ovom dugoročnom strategijom.
"Doista velika poruka je da je ovo vrlo poseban trenutak u ljudskoj povijesti", izjavio je za Space.com David Charbonneau, astronom na Sveučilištu Harvard i kopredsjedavajući odbora koji stoji iza novog izvještaja. "Ljudi su se pitali postoji li život na drugim planetima stotinama godina, vjerojatno tisućama godina." [13 načina za traženje inteligentnih stranaca]
Ako odlučimo uložiti prave investicije, nastavio je, "Zapravo bismo mogli naučiti odgovor na to pitanje u narednih 20 godina."
Prema novom izvješću, te su investicije jasne, sa sedam ključnih prioriteta pozvano, uključujući izgradnju svemirskog teleskopa koji je dovoljno moćan da izravno vidi egzoplanete; izgradnja velikih zemaljskih teleskopa; te nastavak razvoja i pokretanja postupka svemirskog teleskopa sa širokim poljem infracrvenog snimanja (WFIRST).
"U ovom se izvješću zaista udvostručuju na strategiji velike misije", rekla je za Space.com Jessie Christiansen, koja proučava egzoplanete na Caltechu i NASA-inoj znanstvenom institutu za egzoplanet i nije bila uključena u novo izvješće. "Ovo će biti nevjerojatno veliki, skupi napori, ali mogli bi postići nešto zbog čega smo uzbuđeni", rekla je - poput pronalaženja i proučavanja malih, kamenitih planeta oko zvijezda poput našeg vlastitog sunca.
Budući da je izvješće usredotočeno na instrumente koji bi mogli započeti s radom 15 ili 20 godina nizbrdo, samo se ukratko raspravlja o trenutnim projektima, poput nedavno pokrenutog Transit Exoplanet Survey Satelita koji je počeo prikupljati podatke krajem srpnja i kratkoročnih projekata poput svemirskog teleskopa James Webb (Webb), koji bi se trenutno trebao predstaviti 2021. Odbor je izrazio potporu tim projektima.
Astronomi su uglavnom izrazili potporu Webbovim znanstvenim ciljevima, ali taj je teleskop razvio reputaciju prekomjernog proračuna i zaostajanja u planu. Christiansen zabrinjava što bi usredotočenost novog izvješća na slične ambiciozne projekte mogla biti problematična ako se primijete i problemi s troškovima i vremenskom rokom. Veliki projekti poput Webba, rekla je, "samo pojedite ručak svih ostalih", a njihovi posrnući potaknuli su neke znanstvenike da se umjesto toga usredotoče na manje projekte. Ali to nije slučaj za autore novog izvješća.
"Stvarno je odvažna strategija reći da sva svoja jaja treba staviti u jednu košaru", rekao je Christiansen dodajući da, iako takav pristup dolazi s potencijalno visokim nagradama, dolazi i s potencijalno velikim rizicima. "Ako smo spalili previše mostova s prethodnim misijama i ne uspijeva, onda smo pomalo nepristojni", rekao je Christiansen. Bila je iznenađena što u izvješću nije vidjela više govora o sićušnim, relativno jeftinim satelitima zvanim CubeSats i kako oni mogu pridonijeti znanosti o egzoplaneti, iako su čelnici izvještaja naveli tijekom tiskovne konferencije da će i ove manje misije biti korisne.
No odbor koji stoji iza izvještaja smatra kako vrijede velike cijene naljepnica za odvažne misije. "Troškovi ovih teleskopa i misija o kojima govorimo, iako su značajni, zasigurno ne spadaju u okvir onoga što mi kao društvo možemo učiniti", B. Scott Gaudi, astronom sa Državnog sveučilišta Ohio i suradnik -predsjedavajući odbora, rekao je za Space.com.
Ovi skupi projekti ambiciozni su svemirski teleskopi poput Velikog ultraljubičastog / optičkog / infracrvenog izmjenjivača (LUVOIR) i Obiteljskog opservatorija egzoplaneta, koji bi svaki bio dovoljno moćan da odvoji sićušnu svjetlost planeta od snažnog odsjaja svoje zvijezde. Oni bi također uključivali financiranje gigantskih, zemaljskih teleskopa, poput Tridesetmetarskog teleskopa (možda na Havajima) i divovskog Magellanovog teleskopa (u Čileu).
Taj naglasak na izravnom snimanju istaknuo se Thayne Currie, astronom iz Japanskog nacionalnog astronomskog opservatorija koji nije uključen u novo izvješće koji se usredotočuje na tu tehniku, što je trenutno izuzetno teško. "[Direktno snimanje] je intrigantno jer viđenje vjeruje", rekao je za Space.com. "Mnogo ljudi, kad im kažete da zapravo ne otkrivamo izravno mnoge planete, to je vrsta grebanja glave."
Detekcije egzoplaneta trenutno imaju tendenciju da uoče planete malim kolebanjem koje njihova gravitacija izaziva u položaju zvijezde (naziva se metoda radijalne brzine) ili laganim padom u svjetlinu zvijezde, uzrokovanim kada planeta klizi između zvijezde i teleskopa (zvanog tranzit postupak). Za razliku od toga, izvješće se usredotočuje na metode otkrivanja koje zahtijevaju sljedeću razinu tehnologije - izravno snimanje i mikroosvještavanje, koji koristi optički trik za uvećavanje udaljenih zakrpa u svemiru, a bit će moguće pomoću WFIRST teleskopa, koji bi trenutno trebao biti predstavljen 2025. godine.
Izravno snimanje također nudi dodatne informacije o samom planetu i onome što bi se moglo događati na njegovoj površini. "Jednom kada vidite planet možete učiniti sve zanimljive stvari", poput proučavati njegovu orbitu, početi razumjeti njegov sastav i možda uočiti znakove vremena ili rotacije, Pat McCarthy, potpredsjednik za operacije divovskog Magellan teleskopa koji nije bio uključen u novo izvješće, rekao je za Space.com. "To stvarno otvara svijet." [10 egzoplaneta koji bi mogli ugostiti izvanzemaljski život]
Iako izvješće ističe privlačnost utvrđivanja životne navike i traženja života, ono nastoji uravnotežiti ta pitanja s ostalim općenito vezanim za egzoplanete. "Odbor je zauzeo vrlo holistički stav u vezi s našom optužbom za strategiju egzoplaneta", rekao je Gaudi. "Ne vjerujemo da je moguće izaći i identificirati život bez razumijevanja konteksta tog određenog planeta."
Iako se izvješće usredotočuje prije svega na znanost, ono se također obraća znanstvenicima koji stoje iza istraživanja egzoplaneta, pozivajući na interdisciplinarnu suradnju i podršku za istraživačke stipendije. Izvještaj se također dotiče poticanja raznolikosti i sprečavanja diskriminacije i uznemiravanja, mada ne nudi konkretne preporuke u vezi s tim temama.
Sve u svemu, novo izvješće skicira put dramatičnom poboljšanju studija egzoplaneta u sljedeća dva desetljeća, s potencijalno značajnim posljedicama. "Prvi put u ljudskoj povijesti sada se možemo upustiti u odgovor na pitanje postoji li život na drugim planetima", rekao je Gaudi.
