Αμερικανοί αστρονόμοι έχουν αποφασίσει ποιές είναι οι πιο υψηλές προτεραιότητες για έρευνες στην αστρονομία και την αστροφυσική για την επόμενη δεκαετία. Μετά από μελέτες λένε πως η κατανόηση της φύσης της σκοτεινής ενέργειας, η μελέτη του σχηματισμού των γαλαξιών και των μαύρων οπών, καθώς και η αναζήτηση γειτονικών μας κατοικήσιμων πλανητών, είναι οι πιο σημαντικοί στόχοι της επιστήμης για τα επόμενα 10 χρόνια και πλέον. Οι αποφάσεις τους επηρεάζονται και από τη δυνατότητα μιας διεθνούς συνεργασίας, ενώ για πρώτη φορά η έρευνα λαμβάνει, επίσης, υπόψη της την τεχνική εφικτότητα του σχεδίου καθώς και το κόστος του όπως και το τρέχων πρόγραμμα.
Οι επιστήμονες στις ΗΠΑ μετά από μεγάλη έρευνα έχουν αποφασίσει ότι η κατασκευή ενός μεγάλου επίγειου τηλεσκόπιου, του Μεγάλου Συνοπτικού Τηλεσκοπίου ή LSST κόστους 465 εκατομμυρίων, αποτελεί ύψιστη προτεραιότητα
Η έρευνα, η οποία αναπτύχθηκε από 200 επιστήμονες τουλάχιστον, δίνει προτεραιότητα σε πρότζεκτ που ανήκουν σε τέσσερις κατηγορίες – σε μεγάλες και μεσαίου μεγέθους διαστημικές αποστολές, καθώς και σε μεγάλα και μεσαίου μεγέθους επίγεια τηλεσκόπια.
Δύο πρότζεκτ τα οποία θα μελετήσουν την σκοτεινή ενέργεια – μια μυστηριώδης ουσία η οποία αντιπροσωπεύει το 74% της συνολικής υλο-ενέργειας του σύμπαντος και αναγκάζει την επιταχυνόμενη επέκταση του – εξακολουθούν να αποτελούν ύψιστη προτεραιότητα τόσο για τις διαστημικές όσο και τις επίγειες έρευνες.
Η αναζήτηση εξωγήινων κόσμων
Το Υπέρυθρο Τηλεσκόπιο WFIRST, θα έχει κόστος που εκτιμάται στα 1,6 δις και έχει προγραμματιστεί για να εκτοξευτεί το 2020, και έχει υψηλή προτεραιότητα για τις μεγάλες διαστημικές αποστολές. Το WFIRST θα προβεί σε μετρήσεις των αποστάσεων που βρίσκονται οι σουπερνόβα, θα δει βαρυτικούς φακούς αλλά και θα μετρήσει βαρυονικές ακουστικές ταλαντώσεις – ηχητικά κύματα που μεταδόθηκαν στο πρώιμο σύμπαν – με σκοπό να καθοριστεί η επίδραση της σκοτεινής ενέργειας πάνω στην εξέλιξη του σύμπαντος.
Η επιτροπή επέλεξε το WFIRST δεδομένου ότι προσφέρει μια ευκαιρία και για διεθνή συμμετοχή. Παρουσιάζει επίσης ένα σχετικά χαμηλό τεχνικό και κοστολογικό κίνδυνο οπότε μπορεί να πραγματοποιηθεί εντός της δεκαετίας, ακόμη και σε ένα περιορισμένο δημοσιονομικό περιβάλλον. Το τηλεσκόπιο είναι βασισμένο πάνω σε ένα προγραμματισμένο σχέδιο $650 εκατομμυρίων για την έρευνα της σκοτεινής Ενέργειας (Joint Dark Energy mission), η οποία θα πρέπει τώρα να συγχωνευθεί για οικονομικούς λόγους με μια αποστολή για την αναζήτηση εξωπλανητών.
“Το WFIRST όχι μόνο θα ερευνήσει την σκοτεινή ενέργεια, αλλά θα έχει επίσης σημαντικές δυνατότητες στον τομέα των εξωπλανητών, ενώ θα κάνει εξαιρετική δουλειά και στην έρευνα της υπέρυθρης επιστήμης", λέει ο Michael Turner, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και στο φημισμένο Ινστιτούτο Kavli Κοσμολογικής Φυσικής. Επισημαίνει επίσης ότι δεν απορρίπτεται η ιδέα μιας πιθανής συνεργασίας με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος, που σχεδιάζει μια παρόμοια αποστολή για την σκοτεινή ενέργεια, που ονομάζεται ‘Ευκλείδια’ Αποστολή.
Πρώτη προτεραιότητα για ένα μεγάλο επίγειο τηλεσκόπιο που θα επιχειρήσει να μελετήσει τη φύση της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης, είναι το LSST των 465 εκατομμυρίων. Όταν θα ολοκληρωθεί το 2015 θα ερευνά το σύνολο του ουρανού κάθε τρεις νύχτες, με ένα οπτικό τηλεσκόπιο των 8.4 μέτρων στη Χιλή.
Η κατασκευή του LSST πρόκειται να αρχίσει το 2013 και θα διαρκέσει περίπου δύο χρόνια. Μετά από έναν χρόνο δοκιμών, οι επιστημονικές εργασίες στη συνέχεια θα αρχίσουν το 2015.
Καθορισμός των προτεραιοτήτων
Η μελέτη των κυμάτων βαρύτητας και η φύση των μαύρων οπών απαρτίζουν τις άλλες προτεραιότητες. Μετά από το WFIRST, η δεύτερη προτεραιότητα δίνεται στο “πρόγραμμα εξερευνητής", το οποίο στηρίζει τις μικρές και μεσαίου μεγέθους αποστολές, όπως η Wide-Field Infrared Survey Explorer, που ξεκίνησε το Δεκέμβριο του 2009 για να εξερευνήσει τα πιο ψυχρά αστέρια στο σύμπαν και τη δομή των γαλαξιών. Αυτές οι αποστολές θα ξεκινήσουν εντός των πέντε προσεχών ετών.
Η αποστολή Laser Interferometer Survey Telescope (LISA), μια συνεργασία μεταξύ της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), είναι η τρίτη προτεραιότητα για τις μεγάλες διαστημικές αποστολές. Θα ξεκινήσει το 2025 και κοστίζει περίπου € 2,4 δις, ενώ θα αποτελείται από τρία πανομοιότυπα διαστημόπλοια πετώντας σε απόσταση πέντε εκατομμύρια χιλιόμετρα το ένα από το άλλο, σε έναν τριγωνικό σχηματισμό. Ακτίνες λέιζερ που θα κατευθύνονται ανάμεσα από τα τρία ζεύγη των διαστημοπλοίων θα μετρήσουν ανεπαίσθητες αλλαγές ανάμεσα στις αποστάσεις μεταξύ των σκαφών, οι οποίες θα προκαλούνται από τη διέλευση των βαρυτικών κυμάτων.
Η τέταρτη προτεραιότητα για τις μεγάλες διαστημικές αποστολές είναι το διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων-Χ (Ixo), που έχει προγραμματισθεί για εκτόξευση το 2021, και το οποίο θα μελετήσει μαύρες τρύπες και θερμό αέριο ανάμεσα στους γαλαξίες και τα άστρα. Η έκθεση αναφέρει ότι εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες τεχνικές και οικονομικές αβεβαιότητες (πρόκειται να στοιχίσει 5 δισ. δολάρια) σχετικά με το Ixo, κάτι που αντανακλάται στην χαμηλότερη προτεραιότητα της αποστολής.
Αστρονομία από το έδαφος
Στον τομέα των μεγάλων επίγειων τηλεσκοπίων, έχουμε την σχεδίαση νέου τηλεσκοπίου κόστους από 4 έως 135 εκατομμύρια, μετά φυσικά από το LSST. Η τρίτη προτεραιότητα είναι ένα μεγάλο οπτικό καθώς και στο εγγύς υπέρυθρο τηλεσκόπιο – Giant Segmented Mirror Telescope (GSMT) – που θα κατασκευαστεί την προσεχή δεκαετία με κόστος περίπου 1 δις δολάρια. Δύο δε τηλεσκόπια – το Giant Magellan Telescope και το Thirty Metre Telescope – αναπτύσσονται ταυτόχρονα με το GSMT και η επιτροπή λέει ότι η επιλογή μεταξύ των δύο έργων θα πρέπει να γίνει "το ταχύτερο δυνατό".
Τέλος, η τέταρτη προτεραιότητα στα μεγάλα επίγεια πρότζεκτ είναι το Advanced Gamma-ray Imaging System (AGIS), με κόστος 400 εκατομμύρια, το οποίο θα μελετήσει υψηλής ενέργειας ακτίνες γάμμα από τις μαύρες τρύπες και έχει σκοπό να επιδιώξει μια έμμεση απόδειξη της εξαύλωσης των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης.
Με μια ματιά: προτεραιότητες έρευνας
Για το διάστημα
Μεγάλης κλίμακας: (κατά σειρά προτεραιότητα): το WFIRST, Explorer programme, το LISA, και το Ixo.
Μεσαίας κλίμακας: Το διαστημικό πρόγραμμα έρευνας για νέους κόσμους ή νέους εξωπλανήτες όπως η Γη. Μια αποστολή για την χαρτογράφηση της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου με σκοπό την μελέτη της εποχής του πληθωρισμού. Και τέλος το Διαστημικό Υπέρυθρο Τηλεσκόπιο για την Κοσμολογία και την Αστροφυσική SPICA.
Επίγεια συστήματα
Μεγάλης κλίμακας (κατά σειρά προτεραιότητας): Το LSST, το Mid-scale Innovations Programme, το GSMT και το AGIS.
Μεσαίας κλίμακας: Το Τηλεσκόπιο Cerro Chajnantor στην Atacama της Χιλής – ένα τηλεσκόπιο που θα ψάχνει σε μήκη κύματος χιλιοστού / υποχιλιοστού – που θα μελετήσει γαλαξίες, αστέρια, και διαστρικό αέριο.
Πηγή: PhysicsWorld
Leave a Comment