美国宇航局的又一个“伟大天文台”正面临终结。在1990年至2003年间，该航天机构向地球轨道发射了四台宏伟的机器，用不同的“眼睛”观察宇宙，为我们提供了对宇宙现象和景象前所未有的深刻视角。“康普顿伽马射线天文台”用伽马射线进行观测，但寿命最短；其任务于2000年结束。“斯皮策太空望远镜”在红外线下观测宇宙，直到2020年。“哈勃太空望远镜”——“伟大天文台”计划的开篇之作——至今仍在以其主要在可见光波段对宇宙的变革性观测而蓬勃发展。“钱德拉X射线天文台”也用其X射线“眼睛”做了同样的事情——但也许不会持续太久。在美国宇航局本月早些时候向国会提交的最新预算申请中，钱德拉的预算不足。美国宇航局官员表示，该望远镜及其科学价值正在下降；鉴于目前临时预算协议和相应的财政紧缩，该机构已选择加速望远镜的退役，以便在未来五年内释放目前每年花费在其上的6800万美元中的大部分资金。随着钱德拉的退役，只有哈勃将作为“伟大天文台”计划的第一个也是最后一个幸存者。
但一些天文学家表示，这个决定过于仓促，他们已联合起来发起“拯救钱德拉”运动，以延长望远镜的寿命。他们说，为望远镜退役提供的理由是有缺陷的——望远镜的状况并没有美国宇航局所暗示的那么糟糕。“航天器是否存在问题？是的，”位于马萨诸塞州的钱德拉X射线中心主任帕特里克·斯莱恩说，该中心负责运行该望远镜。“这些问题是否需要采取这种行动？不需要。”更重要的是，让望远镜退役将在美国（和全球）天文学中留下一个相当大的X射线盲区，目前没有在役或正在积极开发的望远镜可以复制或扩展钱德拉的能力。“X射线界的规模已经大大增长，”欧洲XMM-牛顿X射线望远镜的前项目科学家弗雷德·詹森说。“这种成功现在也成为了问题。你们培养了大批了解X射线的年轻天体物理学家。剥夺他们的数据意味着，等到下一个X射线任务升空时，你们将不得不再次重建这个社群。”詹森说，这种损失将是“一种浪费”。
钱德拉于1999年发射升空，当时的成本约为16.5亿美元，它一直是X射线天文学的一项重大突破。该望远镜在地球轨道上运行，轨道呈宽椭圆形，延伸超过地球上方13万公里，它使用安装在长管上的四对反射镜来捕获入射的高能X射线。太空中还有其他X射线望远镜，这是观测X射线的唯一地点，因为它们会被我们的大气层吸收——其中最著名的是XMM-牛顿和日本的X射线成像和光谱任务（XRISM）——但没有一台望远镜具有钱德拉的特定能力。“它与其他望远镜的不同之处在于，它具有极高的X射线望远镜成像分辨率能力，”斯坦福大学的天文学家丹·威尔金斯说。这意味着钱德拉可以“极其精确地在天空中精确定位X射线发射源”，并“将它们与背景中的任何其他物体区分开来”。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
钱德拉敏锐的观测视野对于我们研究各种宇宙事件非常重要，例如星系中心吞噬物质的超大质量黑洞、中子星碰撞以及巨型星系团之间稀薄气体流动的“星系际介质”。钱德拉对于功能极其强大（且价格令人咋舌）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）也具有极强的互补性，后者于2021年末发射升空。如果将JWST比作汽车，它仍然会散发出“新车”的气味——而钱德拉的观测就像油箱中的高辛烷值燃料。
在JWST拍摄的宇宙深空图像中，钱德拉可以通过观察年轻星系饥饿黑洞发出的X射线来证实它们的存在。“这对于JWST正在进行的深场图像来说至关重要，”德国莱布尼茨天体物理研究所波茨坦分部的天文学家坦娅·乌鲁蒂亚说。没有钱德拉，这种关键的伙伴关系将会结束。“这有点令人伤感，”乌鲁蒂亚说。俄亥俄州立大学的天体物理学家劳拉·洛佩兹表示，对钱德拉的兴趣和超额申请仍然“非常高”；望远镜最新一轮的时间分配收到的提案数量是可接受提案数量的五倍多。残酷的是，这些提案的截止日期是3月14日星期四——在美国宇航局发布其削减钱德拉预算提案的几天后。“得知望远镜的命运不明，还要致力于提案工作，这真是令人心碎，”洛佩兹说，她补充说，拟议的削减“完全出乎意料”。
尽管钱德拉可能仍然具有很高的效用，但不可否认的是，这台望远镜已经风光不再。它的技术在1999年发射时可能是最先进的，但该望远镜已经在太空中度过了四分之一个世纪，并且确实显示出它的老化迹象。热调节是一个重大挑战，需要地面进行仔细的持续管理，以抵消其老化硬件引起的温度峰值。美国宇航局在其预算提案中为削减钱德拉资金这一有争议的选择辩解时指出，这“使得调度和数据后处理更加复杂，从而使任务管理成本增加到美国宇航局目前无法承受的程度”。因此，该机构在2025年仅为该望远镜申请了4110万美元，低于2023年的6830万美元，预算将在2029年降至仅520万美元。“削减钱德拉的预算将启动有序的任务缩减至最低限度的运行，”美国宇航局在其预算提案中表示。然而，斯莱恩说，实际上，这将使望远镜在不到三年后的时间内提前结束。“如果这些数字成立，那么意味着钱德拉将不得不逐步减少科学观测并结束任务，”他说。最终，国会将决定是否同意美国宇航局的建议，还是指示该机构改变方向。
美国宇航局总部天体物理学部主任马克·克拉姆平表示，这是一个“充满挑战的预算环境，这意味着我们需要做出艰难的决定”。克拉姆平说，虽然钱德拉仍在“进行重要的X射线观测”，但重要的是要用新任务“平衡投资组合”。“钱德拉航天器的热管理在其任务寿命期间一直在退化，需要积极管理以将温度保持在航天器运行的可接受范围内，”他说。他补充说，2022年的一项审查建议将运行持续到2025年，“但当时指出，这些问题正在增加调度和数据处理的复杂性。”
俄亥俄州立大学的天体物理学家大卫·温伯格也参与了那次审查，他说，这项建议已被误解。他说：“我们小组在建议中做出的判断是，理想情况下，美国宇航局应该尝试进行一些投资，尤其是在资助人员方面，以帮助天文台更有效地运行。”“但在任何情况下，即使他们做不到这一点，这也不是让天文台失去科学重要性的原因。”温伯格说，在没有进一步征求社群意见的情况下结束望远镜“似乎是咨询过程中的一个漏洞”。与此同时，斯莱恩指出，钱德拉的热挑战并不像美国宇航局所暗示的那么成问题。“自2005年以来，温度一直在升高，”他说，该团队已经通过每周将望远镜偏离太阳来降低温度，从而解决了这个问题。“我们已经找到了解决办法，”他说。（克拉姆平回应说，即使没有温度问题，美国宇航局预算降低的可能性迫在眉睫也是“我们做出决定的重要驱动因素”。）
如果资金恢复，钱德拉还能在太空中运行多久尚不确定。“我的理解是它可以继续运行八到十年，”洛佩兹说。“没有明显的迹象表明它将无法运行。”斯莱恩说，最初，任务已获得从2024年到2027年的三年延期，届时将进行另一次审查，并可能再延期三年。美国宇航局最新的预算将取消该计划，并使望远镜提前结束。任何合法的下一代继任者，例如拟议的Lynx X射线天文台，不太可能在未来几年内发射升空，这将在美国乃至全球的X射线天文学中留下一个巨大的空白。“如果你关闭钱德拉，对美国X射线天文学的打击将是巨大的，”温伯格说。克拉姆平表示，将在春季再次对望远镜进行半年度审查，届时无疑会提出其中一些不满。但美国宇航局与美国所有机构一样，仍然必须应对资金减少的前景——使得结束钱德拉等选项摆在桌面上。“也许天文学界会有足够的强烈抗议，以至于美国宇航局会决定我们应该做些其他事情，”温伯格说。“我认为这一步是错误的。但替代方案也可能非常痛苦。”