钱德拉 X 射线天文台是高能天体物理学的宠儿。它以提供无与伦比的 X 射线视野而闻名,这些视野包括贪婪的超大质量黑洞、爆炸的巨型恒星,甚至充满暗物质的星系团碰撞,该航天器探测了天体物理学中最大的谜团。
今年 3 月,NASA 将钱德拉的预算从 2024 年的 6800 万美元削减至 2025 年的 4100 万美元,并在一年后削减至 2600 万美元。根据运营该望远镜的钱德拉 X 射线中心的数据,这仅允许任务关闭。自那以来的几个月里,一系列事件——包括一场密集的公众宣传活动和国会支持的展示——已经保持了钱德拉的资金直到 2025 年 9 月。但对于今年的高级审查,该审查评估 NASA 的任务,钱德拉 X 射线中心已被告知要保持在拟议的预算数字之内——也就是说,计划航天器将如何关闭。
这是一个错误。钱德拉应该保持运行,直到它遇到重大故障或被同等任务取代。钱德拉是太空中唯一的高角分辨率 X 射线望远镜,并且在最早到 2032 年之前,没有具有类似能力的任务计划取代它。
有人可能会问:钱德拉在过去 25 年里没有取得的新发现是什么?这是一个好问题。但是,自钱德拉发射以来,我们的观测能力发生了巨大变化,因此它在需要多台望远镜才能做出发现方面的潜力也发生了巨大变化。我们最近才进入多波长、多信使天体物理学时代,允许同时观察从无线电频谱到伽马射线、中微子和引力波的一切恒星和星系。如果我们放弃高分辨率 X 射线覆盖,那么大部分关键的协同作用将会丧失和浪费。
从某种意义上说,钱德拉超越了时代。它将被记住的一些发现,例如探测到来自超大质量黑洞的声波,是钱德拉独有的科学。但其最近最重要的成果来自其敏锐的 X 射线视觉与新仪器的结合,例如詹姆斯·韦伯太空望远镜或事件视界望远镜。
钱德拉 X 射线天文台是航天飞机运入太空的最重载荷。二十年来,它一直在观察超新星、黑洞和旋涡星系。
2017 年,当两颗合并的中子星发出的引力波到达地球时,世界上所有主要天文台都对这一历史性的、前所未有的天文事件进行了后续观测。双星中子星合并导致了千新星爆发,它在整个电磁频谱中闪耀。它的 X 射线辐射是由于爆炸的冲击波加速粒子造成的,并为我们提供了有关双星周围物质的信息。没有其他设施可以像钱德拉那样准确地定位合并:没有它,我们对现代最重要的天体物理事件之一的理解将是不完整的。
经过四分之一个世纪的运行,钱德拉是一台运转良好的机器,拥有一支经验丰富的团队,该团队已经适应了老化的望远镜。“保持钱德拉在天文学前沿运行变得越来越复杂,但并没有变得更加昂贵。我们每天都在做得更好,”钱德拉科学运营的天体物理学家丹尼尔·卡斯特罗说。
问题的症结在于去年三月总统的预算请求,该请求令社区震惊地错误地将钱德拉描述为快速退化且越来越昂贵。社区内进一步感到沮丧的另一个原因是,NASA 绕过了其自身的同行评审程序来评估任务关闭的及时性,即高级审查(该审查在 2022 年给予钱德拉最高分),而是出乎意料地削减了钱德拉的资金。预算削减在没有任何讨论或天体物理学界投入的情况下结束了钱德拉的任务。
NASA 的一个有趣的决定是向宜居世界天文台 (HWO) 的开发拨款 5000 万美元,而同样的资金将使钱德拉全面运行。HWO 是一个红外、光学和紫外 NASA 旗舰望远镜,距离发射还有 20 到 30 年,最有可能花费超过估计的 60 亿到 100 亿美元。
韦伯的成本从最初的20 亿美元膨胀到 80 亿美元,这在优先考虑 HWO 资金的决定中显得尤为突出。NASA 关注未来的挑战是值得称赞的,但 HWO 的第一笔资金中的很大一部分将用于初步管理费用,例如建立项目办公室和建立行业合作伙伴关系。在发射前几十年就向一项数十亿美元的任务拨款 5000 万美元是否合理,这是否证明关闭像钱德拉这样富有成效的任务是合理的,这值得考虑。
天文学家已经提出了其他钱德拉资金来源的想法,例如将其运营出售给日本或欧洲航天局,或依靠私人捐款。与其他航天局和公司合作是天体物理学的标准做法,但这是一个漫长的过程,而且钱德拉的许多技术都受到美国技术转让限制的限制。而且 NASA 的政策指令虽然允许捐款,但不允许对其用途施加条件。此外,我们是否希望(有时反复无常的)太空亿万富翁扩展到基础科学领域?进入宇宙是一项公共利益,我们大多数天文学家都希望避免寡头成为其看门人的可能性。
杀死钱德拉突显了旗舰式天文任务中固有的紧张关系。它们取得了惊人的发现,但它们也有办法吸走中型或现有任务的预算。我们需要更强大的望远镜,因为它们开辟了新的参数空间,这是真正革命性发现的途径。但这里需要保持微妙的平衡:通过如此早期地为 HWO 分配资金,我们放弃了什么?我想说我们正在打开一扇窗,但正在关闭一扇门。我们选择对高分辨率 X 射线宇宙视而不见。这对整个科学界来说都是损失。
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