우주를 위한 새로운 10년 계획

미국 천문학자들은 목요일 미국에 현재 지구에 있거나 우주에서 궤도를 도는 어떤 망원경보다 큰 차세대 “극도로 거대한” 수십억 달러짜리 망원경에 투자할 것을 촉구했습니다.

투자에는 두 개의 경쟁 프로젝트인 거대 마젤란 망원경과 30미터 망원경의 노력을 회수하고 통합하는 작업이 수반됩니다. 완료되면 25미터 및 30미터의 1차 수집 거울이 장착된 이 망원경은 현재 작동 중인 어떤 망원경보다 100배 더 민감합니다.

그들은 천문학자들이 초거대질량 블랙홀이 배회하고 에너지가 분산되는 먼 은하의 핵을 깊숙이 들여다볼 수 있게 해줄 것입니다. 암흑 물질 및 암흑 에너지와 같은 신비를 조사하십시오. 태양 이외의 별 주위의 행성에 대한 연구. 아마도 가장 중요한 것은 우주의 본질에 대한 새로운 질문을 제기할 수 있다는 것입니다.

그러나 천문학자들은 꿈을 실현하기에 충분한 돈을 모으기 위해 수년 동안 고군분투했습니다. 새로운 제안에서 국립과학재단은 두 프로젝트를 완료하고 미국의 초대형 망원경이라는 새로운 프로그램의 일부로 실행하는 데 16억 달러를 제공할 것입니다.

목요일에 천문학자들은 NASA에 대천문대에 대한 새로운 임무와 앞으로 20~30년 동안 일련의 천체 물리학 우주선을 개발할 기술 성숙 프로그램에 착수할 것을 촉구했습니다. 첫 번째는 허블 우주 망원경보다 더 크고 가까운 우주에서 잠재적으로 거주할 수 있는 지구와 같은 행성을 탐지하고 연구할 수 있는 광학 망원경이 될 것입니다. NASA만이 이것을 가능하게 할 수 있으며 2040년에 완성될 수 있으며 110억 달러의 비용이 들 것이라고 천문학자들은 말했습니다.

이는 목요일 국립 과학 공학 의학 아카데미(National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine)에서 발표한 대망의 614페이지 보고서인 Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the Decade 2020에서 가장 큰 두 가지 권장 사항입니다.

지난 70년 동안 매 10년마다 아카데미는 향후 10년 동안 값비싼 원소의 우선 순위를 정하기 위해 천문학계에 대한 설문 조사를 후원해 왔습니다. 알려진 대로 10년 조사는 의회, NASA, 국립과학재단, 에너지부가 관심을 갖고 있습니다.

California Institute of Technology의 Fiona A. Harrison과 University of Arizona 및 Texas A&M University의 Robert C. Kennicott, Jr.가 이끄는 올해의 노력은 3년이 걸렸으며 각 하위 그룹을 다루는 13개의 하위 그룹 간에 수십 번의 회의와 토론이 필요했습니다. . 천문학 지점입니다. 총 860개의 백서가 설문 조사를 위해 제출되었으며, 여기에는 어떤 망원경을 만들 수 있는지, 어떤 우주 임무를 시작해야 하는지, 어떤 실험이나 관찰을 수행해야 하는지, 그리고 천문학 공동체가 다루어야 하는 다양성과 같은 문제가 설명되어 있습니다.

인터뷰에서 해리슨 박사는 위원회가 이러한 프로젝트에 소요되는 시간과 비용의 양과 야망의 균형을 맞추려고 노력했다고 말했습니다. 예를 들어, 우주선이 행성을 탐사하기 위해 많은 아이디어가 제시되었습니다. 일부는 매우 컸고 일부는 매우 작았습니다. 일부는 구현하는 데 한 세기가 걸릴 수 있습니다. 이 중 하나를 선택하는 대신 그룹은 커뮤니티와 NASA에 직경 6미터 우주 망원경에 대한 아이디어를 다시 가져오도록 요청했습니다. (허블의 주경은 지름이 2.4미터입니다.)

해리슨 박사는 “6미터 망원경은 달성 가능한 야망으로 보인다”고 말했다.

그녀는 “이것은 본질적으로 야심찬 노력”이라고 덧붙였다. 오직 NASA, 미국만이 할 수 있습니다. 우리는 그렇게 할 수 있다고 생각합니다.”

국립과학재단(National Science Foundation)의 천문대를 운영하는 천문학 연구 대학 협회(AURA) 회장 매트 마운틴은 이메일에서 10년 보고서를 “매우 대담하다”고 평가했다. “그리고 그들은 수십 년 동안 비전을 만드는 데 주저하지 않았습니다. 이것이 실제로 필요하고 취해야 하는 것입니다.”

10년 조사는 성공적인 실적을 가지고 있습니다. 1990년에 발사되어 여전히 작동 중인 허블 우주 망원경과 시간의 시작을 볼 수 있도록 설계되었으며 다음 달 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경은 모두 이전 10년 동안의 조사에서 높은 순위를 차지했습니다.

따라서 천문학 및 천체 물리학 커뮤니티는 각각의 새로운 조사 결과를 간절히 기다리고 있습니다. NASA의 케플러 행성 발견 임무에서 주도적인 역할을 한 산타크루즈 캘리포니아 대학의 Natalie Batalha 교수는 보고서 발표 전날 이메일에서 “패널은 매우 기밀로 분류됐다”고 말했다. “솔직히 나는 아무 소리도 듣지 못했다. 나는 핀과 바늘을 기다리고 있다.”

목요일 보고서에서 아카데미는 다음 10년 동안 세 가지 중요한 과학적 목표, 즉 거주 가능한 행성과 생명체에 대한 탐색을 설정했습니다. 자연에서 가장 폭력적인 사건의 원인이 되는 블랙홀과 중성자별 연구; 은하의 성장과 진화.

보고서는 “향후 수십 년 동안 인류는 우리가 혼자인지 아닌지를 결정하게 될 것”이라고 말했다. “지구상의 생명체는 공통된 과정의 결과일 수도 있고, 우리를 은하계 또는 우주 내에서 유일한 생명체로 만드는 비정상적인 상황을 요구할 수도 있습니다. 두 대답 모두 심오합니다.”

매우 큰 망원경 프로그램에 대한 아이디어는 두 개의 경쟁적인 망원경 프로젝트를 혼합하는 것과 관련이 있기 때문에 야심 찬 것입니다. 하와이 마우나케아 상공에 계획된 30미터 망원경 또는 스페인의 카나리아 제도, 칠레에서 진행 중인 거대 마젤란 망원경.

두 망원경 모두 20년 간의 기금 마련 및 파트너 모집에 대한 광범위한 국제 협력의 꿈의 산물입니다. 어느 망원경이든 현재 지구에 있는 어떤 것보다 3배나 크고 우주에 있는 희미하고 먼 별들을 백 배나 구별할 수 있을 것입니다. 팀워크를 통해 우주에 대한 심오한 질문을 해결할 수 있습니다. 그러나 두 프로젝트 모두 목표를 달성하기 위해 20억 달러 이상이 필요한 충분한 자금을 조달하지 못했습니다.

이 망원경을 만들지 못하면 2027년에 작동을 시작할 것으로 예상되는 칠레 아타카마 사막에 39미터 길이의 망원경을 건설하고 있는 유럽에 지상 천문학의 주도권이 양도될 것입니다. 일부 천문학자들은 다음과 같은 사례를 비교했습니다. 1993년에 취소된 미국의 초전도 슈퍼 충돌기 프로젝트는 입자 물리학의 미래를 제네바의 CERN과 Large Hadron Collider에 넘겼습니다.

국립과학재단의 경우 두 개의 망원경을 완성하는 데 투자하려면, 미국 천문학자에게 배포될 상당한 관측 시간을 얻을 것입니다.

해리슨 박사는 “반구 반대편에 있고 디자인이 근본적으로 다른 두 망원경은 우주에 대한 상호 보완적인 조사에 매우 적합할 것”이라고 말했다. “미국이 거기에 도달할 수 없을 것이라고 상상하는 것은 문제의 여지가 없습니다.”

큰 도전이 기다리고 있습니다. 자이언트 마젤란 팀은 이미 칠레에서 시작했지만 30미터 망원경의 발전으로 인해 방해가 되었습니다. 하와이 원주민 및 기타 단체의 시위와 포위. 카나리아 제도의 라 팔마에서 대체 사이트가 확인되었습니다.

천문학자들은 현재 인프라에 집중하고 있고 과학 예산이 증가하고 있다는 점을 감안할 때 별들이 대담한 비전과 일치하기를 바랍니다. 그러나 그들은 비용 초과의 역사에 시달리고 있습니다. 특히 James Webb 우주 망원경은 수년간의 지연 끝에 최종 가격이 100억 달러에 달하는 12월에 발사될 예정입니다.

현재 로스앤젤레스 카블리 재단의 우주론자이자 10년 조사 전문가인 마이클 터너(Michael Turner)는 “이 모든 JWST를 직시하고 있습니다. 전체 프로그램은 성공 여부에 달려 있습니다.”라고 말했습니다. “손가락이 얽혔다.”