美国首屈一指的科学咨询小组今天(9 月 5 日)发布了一份由国会授权的报告,该报告发现 NASA 应将其系外行星研究预算重点放在大型空间和地面望远镜上。
这份新的国家科学院报告纳入了天文学界的十年优先事项设定系统,该系统指导着 NASA 的长期战略。
哈佛大学天文学家、新报告背后的委员会联合主席大卫·查博诺告诉 Space.com:“真正重要的信息是,现在是人类历史上一个非常特殊的时刻。” “数百年来,甚至可以说数千年来,人类一直在思考其他星球上是否存在生命。” [儿童艺术作品搭乘欧洲系外行星卫星飞向太空(照片)]
关于支持科学新闻报道
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塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事能够继续存在。
他继续说道,如果我们选择进行正确的投资,“我们实际上可以在未来 20 年内了解这个问题的答案。”
根据这份新报告,这些投资是明确的,其中列出了七个关键优先事项,包括建造功能强大的太空望远镜以直接观测系外行星;建造大型地面望远镜;以及继续广域红外巡天望远镜 (WFIRST)太空望远镜的开发和发射过程。
在加州理工学院和 NASA 系外行星科学研究所研究系外行星的杰西·克里斯蒂安森告诉 Space.com, “在这份报告中,他们真的加倍强调了大型任务战略,她没有参与这份新报告。“这些将是规模庞大、耗资巨大的努力,但它们可能会实现我们所期待的目标,”她说,例如发现和研究像我们太阳这样的恒星周围的小型岩石行星。
由于该报告侧重于未来 15 或 20 年内可以投入使用的仪器,因此它仅简要讨论了当前的项目,例如最近发射的凌日系外行星巡天卫星,该卫星于 7 月下旬开始收集数据,以及近期的项目,例如詹姆斯·韦伯太空望远镜(韦伯),该望远镜目前计划于 2021 年发射。委员会确实表示支持这些项目。
天文学家普遍表示支持韦伯的科学目标,但该望远镜因预算超支和进度落后而声名狼藉。克里斯蒂安森担心,如果新的报告也出现成本和时间线问题,那么对类似雄心勃勃的项目的关注最终可能会成为问题。她说,像韦伯这样的大型项目“只会蚕食其他所有人的午餐”,它们的失误促使一些科学家转而关注较小的项目。但这并非新报告作者的情况。
克里斯蒂安森说:“说我们应该把所有鸡蛋放在一个篮子里,这真是一个大胆的策略,” 她补充说,虽然这种方法可能带来潜在的高回报,但也伴随着潜在的高风险。“如果我们因为之前的任务而烧毁了太多的桥梁,并且它没有奏效,那么我们就有点像无头苍蝇了,”克里斯蒂安森说。她感到惊讶的是,报告中没有更多关于被称为 CubeSats 的微型、相对便宜的卫星以及它们如何为系外行星科学做出贡献的讨论,尽管报告负责人 在新闻发布会上明确表示,这些较小的任务也将很有价值。
但报告背后的委员会认为,大胆任务的高昂标价是值得的。俄亥俄州立大学天文学家、委员会联合主席 B. 斯科特·高迪告诉 Space.com:“我们正在谈论的这些望远镜和任务的成本虽然相当可观,但肯定没有超出我们作为一个社会所能承受的范围。”
这些代价高昂的项目是雄心勃勃的太空望远镜,如大型紫外/光学/红外巡天仪 (LUVOIR) 和宜居系外行星天文台,它们都足够强大,可以将行星的微弱光芒从恒星的强烈眩光中分离出来。它们还将包括资助巨型地面望远镜,如三十米望远镜(可能在夏威夷)和麦哲伦望远镜(在智利)。
对直接成像的强调引起了日本国家天文台天文学家泰恩·柯里的注意,他没有参与这份新报告,但专注于这项目前极其困难的技术。“[直接成像] 很有趣,因为眼见为实,”他告诉 Space.com。“当您告诉人们我们实际上并没有直接探测到许多行星时,很多人都会感到困惑。”
目前的系外行星探测倾向于通过行星引力在恒星位置引起的轻微摆动(称为径向速度法)或行星在恒星和望远镜之间滑过时引起的恒星亮度略微下降(称为凌日法)来发现行星。相比之下,该报告侧重于需要下一代技术的探测方法——直接成像和微透镜,后者使用光学技巧来放大遥远的空间区域,WFIRST 望远镜将可以实现微透镜技术,目前计划于 2025 年发射。
直接成像还提供了有关行星本身及其表面可能发生的事情的更多信息。麦哲伦望远镜运营副总裁帕特·麦卡锡没有参与这份新报告,他告诉 Space.com:“一旦您能看到行星,您就可以做各种有趣的事情,”例如研究它的轨道,开始了解它的成分,或许还能发现天气或自转的迹象。“它真的打开了世界。” [10 颗可能存在外星生命的系外行星]
虽然该报告强调了确定宜居性和寻找生命的吸引力,但它力求在这些问题与更普遍的与系外行星相关的问题之间取得平衡。高迪说:“委员会对我们的系外行星战略任务采取了非常全面的看法。” “我们认为,如果不了解特定行星的背景,就不可能外出识别生命。”
虽然该报告主要关注科学,但也涉及系外行星研究背后的科学家,呼吁跨学科合作和支持研究资助。该报告还提到了鼓励多样性和防止歧视和骚扰,尽管它没有就这些主题提供任何具体建议。
总而言之,这份新报告概述了在未来二十年内大幅加强系外行星研究的道路,这可能会产生重大的影响。高迪说:“在人类历史上,我们第一次可以选择开始回答其他星球上是否存在生命的问题。”
版权所有 2018 年 SPACE.com,Purch 公司。保留所有权利。未经许可,不得发布、广播、改写或重新分发本材料。