Mô tả của một nghệ sĩ về kính viễn vọng không gian LUVOIR được đề xuất có thể được sử dụng để trực tiếp hình ảnh các ngoại hành tinh.
(Ảnh: © NASA / GSFC)
Một báo cáo bắt buộc được công bố ngày hôm nay (5 tháng 9) bởi nhóm cố vấn khoa học hàng đầu ở Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng NASA nên tập trung ngân sách nghiên cứu ngoại hành tinh của mình vào các kính viễn vọng trên không gian và trên mặt đất.
Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia mới báo cáo các nguồn cấp dữ liệu vào một hệ thống ưu tiên thập phân trong cộng đồng thiên văn học hướng dẫn chiến lược dài hạn của NASA.
"Thông điệp thực sự lớn là đây là một khoảnh khắc rất đặc biệt trong lịch sử loài người", David Charbonneau, nhà thiên văn học tại Đại học Harvard và đồng chủ tịch của ủy ban đằng sau báo cáo mới, nói với Space.com. "Con người đã tự hỏi về việc liệu có sự sống trên các hành tinh khác trong hàng trăm năm, được cho là hàng ngàn năm." [13 cách để tìm kiếm người ngoài hành tinh thông minh]
Nếu chúng tôi chọn thực hiện các khoản đầu tư đúng đắn, ông nói tiếp: "Chúng tôi thực sự có thể học được câu trả lời cho câu hỏi đó trong 20 năm tới."
Và theo báo cáo mới, những khoản đầu tư đó rất rõ ràng, với bảy ưu tiên chính được gọi ra, bao gồm xây dựng một kính viễn vọng không gian đủ mạnh để nhìn trực tiếp các ngoại hành tinh; xây dựng các kính thiên văn lớn, trên mặt đất; và tiếp tục quá trình phát triển và phóng cho kính viễn vọng dựa trên không gian của Kính viễn vọng hồng ngoại trường rộng (WFIRST).
"Trong báo cáo này, họ thực sự nhân đôi chiến lược sứ mệnh lớn", Jessie Christiansen, người nghiên cứu các ngoại hành tinh tại Viện Khoa học Exoplanet của Caltech và NASA và không tham gia vào báo cáo mới, nói với Space.com. "Đây sẽ là những nỗ lực vô cùng lớn, tốn kém, nhưng chúng có thể đạt được điều gì đó mà chúng tôi rất hào hứng", cô nói - như tìm kiếm và nghiên cứu các hành tinh nhỏ, đá xung quanh các ngôi sao như mặt trời của chúng ta.
Do báo cáo tập trung vào các công cụ có thể hoạt động được 15 hoặc 20 năm, nên nó chỉ thảo luận ngắn gọn về các dự án hiện tại, chẳng hạn như Vệ tinh Khảo sát Transoplanet được phóng gần đây, bắt đầu thu thập dữ liệu vào cuối tháng 7 và các dự án gần. , như Kính thiên văn không gian James Webb (Webb), hiện đang được lên kế hoạch ra mắt vào năm 2021. Ủy ban đã hỗ trợ rõ ràng cho các dự án đó.
Các nhà thiên văn học thường lên tiếng ủng hộ các mục tiêu khoa học của Webb, nhưng kính viễn vọng đó đã phát triển danh tiếng vì vượt quá ngân sách và chậm tiến độ. Christiansen lo lắng rằng báo cáo mới tập trung vào các dự án đầy tham vọng tương tự có thể sẽ trở thành vấn đề nếu họ cũng thấy các vấn đề về chi phí và dòng thời gian. Các dự án lớn như Webb, cô nói, "chỉ ăn bữa trưa của người khác" và những vấp ngã của họ đã khuyến khích một số nhà khoa học tập trung vào các dự án nhỏ hơn. Nhưng đó không phải là trường hợp của các tác giả báo cáo mới.
"Đó là một chiến lược thực sự táo bạo để nói rằng chúng ta nên đặt tất cả trứng vào một giỏ", Christiansen nói và cho biết thêm, trong khi cách tiếp cận đi kèm với phần thưởng cao tiềm năng, nó cũng tiềm ẩn rủi ro cao. "Nếu chúng ta đốt cháy quá nhiều cây cầu với các nhiệm vụ trước đó và nó không hoạt động, thì chúng ta sẽ hơi vô dụng", Christiansen nói. Cô đã rất ngạc nhiên khi không thấy nhiều cuộc nói chuyện trong báo cáo về các vệ tinh nhỏ, tương đối rẻ tiền được gọi là CubeSats và làm thế nào chúng có thể đóng góp cho khoa học ngoại hành tinh, mặc dù các nhà lãnh đạo báo cáo đã chỉ định trong một cuộc họp báo rằng những nhiệm vụ nhỏ hơn này cũng có giá trị.
Nhưng ủy ban đằng sau báo cáo cho rằng giá nhãn dán lớn cho các nhiệm vụ táo bạo là xứng đáng. "Chi phí của các kính thiên văn này và các sứ mệnh mà chúng ta đang nói đến, trong khi đáng kể, chắc chắn không nằm ngoài phạm vi của những gì chúng ta có thể làm trong xã hội", B. Scott Gaudi, nhà thiên văn học tại Đại học bang Ohio và đồng chủ tịch ủy ban, nói với Space.com.
Những dự án tốn kém này là các kính viễn vọng không gian đầy tham vọng như Máy khảo sát tia cực tím / quang / hồng ngoại lớn (LUVOIR) và Đài quan sát Exoplanet có thể sống được, mỗi thứ sẽ đủ mạnh để tách ánh sáng nhỏ của hành tinh khỏi ánh sáng mạnh mẽ của ngôi sao. Chúng cũng bao gồm tài trợ cho các kính viễn vọng khổng lồ, trên mặt đất, như Kính thiên văn Ba mươi mét (có thể ở Hawaii) và Kính thiên văn Magellan khổng lồ (ở Chile).
Sự nhấn mạnh vào hình ảnh trực tiếp nổi bật với Thayne Currie, một nhà thiên văn học tại Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản không tham gia vào báo cáo mới tập trung vào kỹ thuật đó, hiện đang vô cùng khó khăn. "[Hình ảnh trực tiếp] rất hấp dẫn bởi vì nhìn thấy là tin tưởng," anh nói với Space.com. "Rất nhiều người, khi bạn nói với họ rằng chúng ta thực sự không trực tiếp phát hiện ra nhiều hành tinh, đó là một kiểu gãi đầu."
Các phát hiện ngoại hành tinh ngay bây giờ có xu hướng phát hiện các hành tinh bằng cách lắc nhẹ trọng lực của chúng gây ra ở vị trí của một ngôi sao (gọi là phương pháp vận tốc hướng tâm) hoặc bằng cách giảm nhẹ độ sáng của một ngôi sao gây ra khi một hành tinh trượt giữa sao và kính viễn vọng (gọi là quá cảnh phương pháp). Ngược lại, báo cáo tập trung vào các phương pháp phát hiện đòi hỏi trình độ công nghệ tiếp theo - hình ảnh trực tiếp và microlensing, sử dụng một thủ thuật quang học để phóng đại các mảng không gian xa xôi và sẽ có thể với kính viễn vọng WFIRST, hiện sẽ được triển khai vào năm 2025.
Hình ảnh trực tiếp cũng cung cấp thông tin bổ sung về chính hành tinh này và những gì có thể xảy ra trên bề mặt của nó. "Một khi bạn có thể nhìn thấy hành tinh này, bạn có thể làm tất cả những điều thú vị", như nghiên cứu quỹ đạo của nó, bắt đầu hiểu thành phần của nó và có thể phát hiện ra các dấu hiệu của thời tiết hoặc xoay vòng, Pat McCarthy, phó chủ tịch điều hành Kính viễn vọng Giant Magellan, người đã không tham gia vào báo cáo mới, nói với Space.com. "Nó thực sự mở ra thế giới." [10 ngoại hành tinh có thể tổ chức cuộc sống ngoài hành tinh]
Mặc dù báo cáo nhấn mạnh sự hấp dẫn của việc xác định khả năng cư trú và tìm kiếm sự sống, nhưng nó cố gắng cân bằng những câu hỏi đó với những câu hỏi khác liên quan đến ngoại hành tinh nói chung hơn. "Ủy ban đã có một cái nhìn rất toàn diện về trách nhiệm của chúng tôi đối với một chiến lược ngoại hành tinh," Gaudi nói. "Chúng tôi không tin rằng có thể đi ra ngoài và xác định cuộc sống mà không hiểu bối cảnh của hành tinh cụ thể đó."
Mặc dù báo cáo tập trung chủ yếu vào khoa học, nó cũng đề cập đến các nhà khoa học đứng sau nghiên cứu ngoại hành tinh, kêu gọi hợp tác liên ngành và hỗ trợ cho các khoản tài trợ nghiên cứu. Báo cáo cũng đề cập đến việc khuyến khích sự đa dạng và ngăn chặn sự phân biệt đối xử và quấy rối, mặc dù nó không đưa ra bất kỳ khuyến nghị cụ thể nào về các chủ đề đó.
Tất cả đã nói, báo cáo mới phác thảo một con đường để tăng cường đáng kể các nghiên cứu ngoại hành tinh trong hai thập kỷ tới, với những hậu quả có thể xảy ra. "Lần đầu tiên trong lịch sử loài người, bây giờ chúng ta có thể bắt tay, nếu chúng ta chọn, trong việc trả lời câu hỏi liệu có sự sống trên các hành tinh khác hay không", Gaudi nói.
