En konstnärs skildring av det föreslagna LUVOIR rymdteleskopet som kan användas för att direkt avbilda exoplaneter.
(Bild: © NASA / GSFC)
En kongressrapport som publicerades idag (5 september) av den främsta vetenskapliga rådgivande gruppen i USA har funnit att NASA borde fokusera sin exoplanet-forskningsbudget på stora rymd- och markbaserade teleskop.
Den nya rapporten från National Academy of Sciences matas in i ett decadalt prioriteringssystem i astronomimiljön som styr NASA: s långsiktiga strategi.
"Det riktigt stora budskapet är att detta är ett mycket speciellt ögonblick i mänsklig historia," sa David Charbonneau, en astronom vid Harvard University och medordförande i utskottet bakom den nya rapporten, berättade för Space.com. "Människor har undrat om det finns liv på andra planeter i hundratals år, antagligen tusentals år." [13 sätt att söka efter intelligenta utlänningar]
Om vi väljer att göra rätt investeringar fortsatte han, "Vi kan faktiskt lära oss svaret på den frågan under de kommande 20 åren."
Och enligt den nya rapporten är dessa investeringar tydliga, med sju viktiga prioriteringar utropade, inklusive att bygga ett rymdsteleskop som är tillräckligt kraftfullt för att direkt se exoplaneter; bygga stora markbaserade teleskop; och fortsätta utvecklings- och lanseringsprocessen för det rymdbaserade teleskopet Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST).
"I den här rapporten fördubblar de verkligen den stora uppdragsstrategin," berättade Jessie Christiansen, som studerar exoplaneter vid Caltech och NASA: s Exoplanet Science Institute och inte var inblandad i den nya rapporten. "Dessa kommer att bli oerhört stora, dyra insatser, men de kan uppnå något vi är glada över," sa hon - som att hitta och studera små steniga planeter runt stjärnor som vår egen sol.
Eftersom rapporten är inriktad på instrument som kan komma att fungera 15 eller 20 år längs vägen, diskuteras den bara kort pågående projekt, till exempel den nyligen lanserade Transiting Exoplanet Survey Satellite, som började samla in data i slutet av juli, och projekt på kort sikt. , liksom James Webb Space Telescope (Webb), som för närvarande planeras att lanseras 2021. Kommittén uttryckte stöd för dessa projekt.
Astronomer har i allmänhet uttryckt sitt stöd för Webbs vetenskapliga mål, men det teleskopet har utvecklat ett rykte för att vara över budget och bakom schemat. Christiansen oroar sig för att den nya rapportens fokus på liknande ambitiösa projekt kan bli problematisk om de också ser problem och tidslinjeproblem. Stora projekt som Webb, sade hon, "ät bara alla andras lunch", och deras snubblar har uppmuntrat vissa forskare att fokusera på mindre projekt istället. Men det är inte fallet för författarna till den nya rapporten.
"Det är en riktigt djärv strategi att säga att vi borde lägga alla våra ägg i en korg," sade Christiansen och tilllade att även om metoden har potentiella höga belöningar, kommer den också med potentiella höga risker. "Om vi har bränt för många broar med de tidigare uppdragen och det fungerar inte, är vi lite roderlösa," sade Christiansen. Hon var förvånad över att inte se mer samtal i rapporten om de små, relativt billiga satelliterna som heter CubeSats och hur de kunde bidra till exoplanetvetenskap, även om rapportledare specificerade under en presskonferens att dessa mindre uppdrag också skulle vara värdefulla.
Men utskottet bakom betänkandet anser att de stora klistermärkepriserna på djärva uppdrag är värda det. "Kostnaderna för dessa teleskop och uppdragen som vi pratar om, även om de är betydande, ligger verkligen inte inom ramen för vad vi som samhälle kan göra," B. Scott Gaudi, astronom vid Ohio State University och co -ordförande för utskottet, berättade för Space.com.
Dessa kostsamma projekt är ambitiösa rymdteleskoper som den stora ultravioletta / optiska / infraröda mätaren (LUVOIR) och Habitable Exoplanet Observatory, som vardera skulle vara tillräckligt kraftfulla för att skilja en litet ljus från en planet från den starka bländningen. De skulle också innehålla finansiering av jätte, markbaserade teleskop, som Thirty Meter Telescope (eventuellt på Hawaii) och Giant Magellan Telescope (i Chile).
Denna betoning på direktavbildning framhöll Thayne Currie, en astronom vid Japans nationella astronomiska observatorium som inte är inblandad i den nya rapporten som fokuserar på den tekniken, som för närvarande är oerhört svår. "[Direktavbildning] är spännande för att se är att tro", sa han till Space.com. "Många människor, när du berättar för dem att vi faktiskt inte direkt upptäcker många av planeterna, är det ett slags huvudskrapare."
Exoplanet-upptäckter just nu tenderar att upptäcka planeter genom den lilla slingrande som deras tyngdkrafter orsakar i en stjärns position (kallad metoden för radiell hastighet) eller genom det lilla dopp i en stjärns ljusstyrka som orsakas när en planet glider mellan stjärnan och ett teleskop (kallas transitering metod). Däremot fokuserar rapporten på detekteringsmetoder som kräver nästa nivå av teknik - direkt avbildning och mikrolensering, som använder ett optiskt trick för att förstora avlägsna fläckar av rymden och kommer att vara möjligt med WFIRST-teleskopet, som för närvarande planeras att lanseras 2025.
Direktavbildning erbjuder också ytterligare information om själva planeten och vad som kan hända på ytan. "När du väl har sett planeten kan du göra alla slags intressanta saker," som att studera dess bana, börja förstå dess sammansättning, och kanske upptäcka tecken på väder eller rotation, Pat McCarthy, vice ordförande för operationerna i det jätte Magellan teleskopet som var inte involverad i den nya rapporten, berättade Space.com. "Det öppnar verkligen världen." [10 exoplaneter som kan vara värd för främmande liv]
Även om rapporten betonar överklagandet att fastställa livsmiljö och leta efter liv, strävar den efter att balansera dessa frågor med andra relaterade till exoplaneter mer generellt. "Kommittén ansåg en mycket holistisk syn på vår kostnad för en exoplanetstrategi," sa Gaudi. "Vi tror inte att det är möjligt att gå ut och identifiera livet utan att förstå sammanhanget för den speciella planeten."
Även om rapporten främst fokuserar på vetenskap, behandlar den också forskarna bakom exoplanetforskning och kräver tvärvetenskapligt samarbete och stöd för forskningsbidrag. Rapporten berör också uppmuntran till mångfald och förebygga diskriminering och trakasserier, även om den inte ger några konkreta rekommendationer om dessa ämnen.
Sammantaget skissar den nya rapporten en väg för att dramatiskt göra exoplanetstudier under de kommande två decennierna dramatiskt, med potentiellt betydande konsekvenser. "För första gången i mänsklig historia kan vi nu, om vi väljer att göra det, svara på frågan om det finns liv på andra planeter," sa Gaudi.
