Novo plano de 10 anos para o universo

Astrônomos americanos conclamaram o país a investir em uma nova geração de telescópios multibilionários “extremamente massivos” que seriam maiores do que quaisquer telescópios agora na Terra ou orbitando no espaço.

O investimento envolverá o resgate e a consolidação dos esforços de dois projetos concorrentes, o Telescópio Gigante de Magalhães e o Telescópio dos Trinta Metros. Depois de concluídos, esses telescópios, equipados com espelhos coletores primários de 25 e 30 metros, serão cerca de 100 vezes mais sensíveis do que qualquer telescópio em operação atualmente.

Eles permitirão aos astrônomos mergulhar mais fundo no coração de galáxias distantes, onde buracos negros supermassivos vagam e a energia jorra; Investigue mistérios como matéria escura e energia escura; O estudo de planetas em torno de outras estrelas além do sol. Talvez o mais importante, eles podem levantar novas questões sobre a natureza do universo.

Mas os astrônomos lutaram durante anos para levantar dinheiro suficiente para realizar seus sonhos. Na nova proposta, a National Science Foundation fornecerá US $ 1,6 bilhão para concluir os dois projetos e, em seguida, ajudar a executá-los como parte de um novo programa chamado Very Large Telescope dos Estados Unidos.

Na quinta-feira, os astrônomos também instaram a NASA a embarcar em uma nova missão para os Grandes Observatórios e um Programa de Maturidade Tecnológica que desenvolverá uma série de espaçonaves astrofísicas nos próximos 20 a 30 anos. O primeiro seria um telescópio óptico maior do que o Telescópio Espacial Hubble e capaz de detectar e estudar planetas semelhantes à Terra potencialmente habitáveis ​​no universo próximo. Só a NASA pode fazer isso acontecer, disseram os astrônomos, observando que pode estar pronto em 2040 e custará US $ 11 bilhões.

Essas foram as duas maiores recomendações em um relatório de 614 páginas há muito aguardado, Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the Decade 2020, lançado pelas Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina na quinta-feira.

A cada 10 anos, nos últimos 70 anos, a Academia patrocinou uma pesquisa da comunidade astronômica para priorizar elementos caros na próxima década. O levantamento decadal, como é conhecido, é de interesse do Congresso, da NASA, da National Science Foundation e do Departamento de Energia.

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O esforço deste ano – liderado por Fiona A. Harrison do California Institute of Technology e Robert C. Kennicott, Jr. da University of Arizona e Texas A&M University – levou três anos e envolveu dezenas de reuniões e discussões entre 13 subgrupos cobrindo cada um . Ramo de astronomia. Ao todo, 860 white papers foram enviados para a pesquisa, descrevendo quais telescópios poderiam ser construídos, quais missões espaciais deveriam ser lançadas, quais experimentos ou observações deveriam ser feitas e questões como a diversidade que a comunidade astronômica deveria abordar.

Em uma entrevista, o Dr. Harrison disse que seu comitê tentou equilibrar a ambição com a quantidade de tempo e dinheiro que esses projetos demandariam. Por exemplo, muitas idéias foram apresentadas para naves espaciais para explorar planetas. Alguns eram muito grandes, outros muito pequenos; Alguns podem levar um século para serem implementados. Em vez de escolher um deles, o grupo pediu à comunidade e à NASA que voltassem com ideias para um telescópio espacial de seis metros de diâmetro. (O espelho principal do Hubble tem 2,4 metros de diâmetro.)

“O telescópio de seis metros parece ser uma ambição alcançável”, disse o Dr. Harrison.

“Este é um empreendimento ambicioso por natureza”, acrescentou ela. Apenas a NASA, apenas os Estados Unidos podem fazer isso. Achamos que podemos fazer isso. “

Matt Mountain, presidente da Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, ou AURA, que opera observatórios para a National Science Foundation, chamou o relatório da década de “muito ousado” em um e-mail. “E eles não se esquivaram de elaborar uma visão por várias décadas, que é realmente o que é preciso e precisa ser feito.”

As pesquisas decadais têm um histórico de sucesso. O Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990 e ainda em operação, e o Telescópio Espacial James Webb – projetado para ver o início dos tempos e com lançamento previsto para o mês que vem – ambos se beneficiaram de altas classificações em pesquisas decadais anteriores.

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Os resultados de cada nova pesquisa são, portanto, aguardados com ansiedade pela comunidade de astronomia e astrofísica. “O painel foi altamente classificado”, disse Natalie Batalha, professora da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, que desempenhou um papel importante na missão de descoberta de planetas Kepler da NASA, em um e-mail na véspera do lançamento do relatório. “Sinceramente, não ouvi nada. Estou esperando alfinetes e agulhas.”

Em seu relatório de quinta-feira, a academia definiu três objetivos científicos abrangentes para a próxima década: a busca por planetas habitáveis ​​e vida. o estudo de buracos negros e estrelas de nêutrons responsáveis ​​pelos eventos mais violentos da natureza; O crescimento e evolução das galáxias.

“As próximas décadas colocarão a humanidade no caminho para determinar se estamos sozinhos”, disse o relatório. “A vida na Terra pode ser o resultado de um processo comum ou pode exigir um conjunto extraordinário de circunstâncias que nos tornam os únicos seres vivos em nossa própria parte da galáxia, ou mesmo no universo. Ambas as respostas são profundas.”

A ideia de um programa de telescópio muito grande é ambiciosa, pois envolve a mistura de dois projetos de telescópios concorrentes, Telescópio de trinta metros, planejado acima de Mauna Kea, no Havaí ou nas Ilhas Canárias na Espanha, e Telescópio gigante de Magalhães em andamento no Chile.

Ambos os telescópios são o produto de sonhos de ampla cooperação internacional e duas décadas de arrecadação de fundos e recrutamento de parceiros. Qualquer um dos telescópios seria três vezes maior do que qualquer coisa agora na Terra e seria capaz de distinguir as estrelas fracas e distantes no universo uma centena de vezes; Por meio do trabalho em equipe, eles podem lidar com questões profundas sobre o universo. Mas nenhum dos projetos levantou dinheiro suficiente – mais de US $ 2 bilhões são necessários – para atingir seus objetivos.

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A não construção desses telescópios cederia a liderança em astronomia terrestre à Europa, que está construindo um telescópio de 39 metros – o Grande Telescópio Extraordinário Europeu, no deserto do Atacama, no Chile – que deve começar a funcionar em 2027. Alguns astrônomos compararam o caso de Cancelado em 1993 o projeto Superconductor Super Collider americano, que entregou o futuro da física de partículas ao CERN e ao Large Hadron Collider em Genebra.

Se a National Science Foundation Para investir na conclusão dos dois telescópios, ganhará um tempo de observação significativo nele, que será distribuído aos astrônomos americanos.

“Os dois telescópios, estando em hemisférios opostos e com designs radicalmente diferentes, seriam bem adequados para interrogatórios complementares do universo”, disse o Dr. Harrison. “Imaginar que os Estados Unidos não serão capazes de chegar lá está fora de questão.”

Grandes desafios o aguardam. A equipe do Gigante Magalhães já começou no Chile, mas o progresso no telescópio Thirty Meter dificultou Protestos e cercos de grupos nativos havaianos e outros. Um local alternativo foi identificado em La Palma, nas Ilhas Canárias.

Os astrônomos esperam que as estrelas se alinhem com sua visão ousada, dado o foco atual em infraestrutura e orçamentos científicos crescentes. Mas eles são assombrados por uma história de estouro de custos, principalmente com o Telescópio Espacial James Webb, que finalmente será lançado em dezembro após anos de atrasos e com um preço final de US $ 10 bilhões.

“Se aproxima de todo este JWST – todo o programa dependerá de seu sucesso”, disse Michael Turner, agora cosmologista da Fundação Kavli em Los Angeles e especialista em pesquisas decadais. “Dedos entrelaçados.”

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