Artist ‘ s concept van een exoplaneet gezien vanaf de maan. Illustratie: IAU/L. Calçada
Een nieuw congres opgelegde rapport zegt NASA moet verfijnen, de strategie en de verbetering van de instrumenten ter bevordering van de studie van exoplanetaire systemen en versnellen van de zoektocht naar buitenaards leven.
De nieuwe consensus rapport van de studie, uitgegeven door de Nationale Academies van Wetenschappen, Techniek en Geneeskunde, wijst op een aantal strategische prioriteiten die, indien uitgevoerd, zal een lange weg te gaan om ervoor te zorgen dat hebben de wetenschappers de middelen die ze nodig hebben om de studie van exoplaneten (planeten die in een baan rond andere sterren). Het heet de Exoplaneet Wetenschap Strategie, en het identificeert specifieke onderzoeks-prioriteiten tijdens het maken van aanbevelingen over hoe de NASA moeten investeren haar inspanningen.
“De afgelopen tien jaar, exoplaneet heeft de wetenschap leverde veel opmerkelijke ontdekkingen, van de directe beeldvorming van jonge gas-giant exoplaneten om de detectie van moleculen en wolken in de atmosfeer van de meer dan honderd werelden”, schrijven de auteurs in het nieuwe rapport. “Maar onze kennis van het volledige scala van de exoplaneet kenmerken, en die van hun plaatselijke omgeving, blijft in hoofdzaak onvolledig.”
Inderdaad, we hebben veel vooruitgang geboekt op dit gebied, maar een aantal belangrijke vragen blijven, zoals de vraag of onze vorm van zonne-systeem is vaak of zelden, hoe terrestrische planeten ontstaan, en de factoren die aanleiding geven tot bewoonbaarheid. En natuurlijk, we weten nog steeds niet of het leven bestaat elders in de Melkweg. Het nieuwe rapport is een soort van duwtje te krijgen van de NASA op het spoor als de Nationale Academies kijkt vooruit naar de komende 10 jaar van exoplanetaire onderzoek.
Op het breedste niveau, het rapport biedt twee overkoepelende doelstellingen voor exoplanetaire wetenschappers. Eerste, astronomen en astrobiologists nodig hebt om te verwerven van een beter begrip van hoe planetaire systemen vormen en te ontwikkelen, met inbegrip van een betere beschrijvingen van het planetaire systeem architecturen, composities en omgeving. Ten tweede, moeten ze voldoende leren over exoplaneten om gefundeerde voorspellingen te doen over de bewoonbaarheid, en om zinvolle zoekopdrachten van buitenaards leven in verre sterrenstelsels.
Artist ‘ s concept van de Kepler-47-sterren systemIllustration: NASA
Te dien einde, de onderzoekers adviseren een “holistische” benadering tot de studie van exoplaneten en hun omgevingen, zoals onderzoek onder een grote verscheidenheid van de planeet soorten (met inbegrip van protoplanetaire schijven, baby planeten en sterren stelsels aan het einde van hun leven), en het vinden van manieren om het bepalen van de massa, grootte, sfeervolle composities, en de chemie van de verre werelden. Deze analyses moeten worden gedaan op zoveel exoplaneten mogelijk, en op de star-systemen met verschillende orbitale parameters en host sterren vormen, adviseren de auteurs.
Oké, cool. Maar de onderzoekers hebben de juiste instrumenten kunnen voor het uitvoeren van dit soort werk. En in die zin, NASA, en de astronomen die gebruik maken van de tools, raakte een soort van dood. De Kepler Ruimte Telescoop, bijvoorbeeld, is running out van de brandstof, de missie allemaal maar over.
Vooruitkijkend naar de komende 10 jaar of meer van astronomische ontdekking, de auteurs vragen NASA aan het ontwikkelen van een geavanceerde ruimtetelescoop om directe beeldvorming van verre exoplaneten, met een bijzondere focus op het opsporen van Aarde-achtige planeten in een baan rond sterren gelijkaardig aan onze Zon.
Bovendien, NASA moeten investeren in grond-astronomie, zegt het rapport. Twee toekomstige observatorium, de Giant Magellan telescope (GMT) en de Thirty Meter Telescope (TMT), zal de vooruitgang in de beeldvorming en spectroscopie (het meten van de absorptie en emissie van licht) van het gehele planetaire systemen. Deze observatorium zal ook in staat om te detecteren moleculen, zoals zuurstof in de atmosfeer van verre planeten. De GMT is momenteel onder constructie, maar de TMT moet nog worden goedgekeurd.
Maar deze telescopen op de grond financiering nodig, zodat de auteurs van het nieuwe rapport hebt gemarkeerd, de National Science Foundation als een agentschap van de regering het meest geschikt voor deze taak. De Nationale Academies zou graag de NSF om aanzienlijke investeringen in zowel het GMT en TMT-telescoop en financiering van de ontwikkeling van add-on toestellen voor het inschakelen van specifieke exoplaneet-jacht mogelijkheden. NSF investeringen zou ook moeten werken om te zorgen voor “all-sky toegang tot het AMERIKAANSE onderzoek van de gemeenschap.”
De auteurs willen ook de NASA te maken van de Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) beschikbaar voor astronomen voor het doel van de studie van exoplaneten. Deze telescoop is bijna klaar voor prime time, en eenmaal in de ruimte, het kan worden gebruikt om de enquête nog veel meer verre planeten dan Kepler ooit zou kunnen. WFIRST zal zorgen voor een meer grondige census van exoplaneten, en bieden directe beelden en spectra van planeten rond verre sterren.
De Nationale Academies rapport vraagt ook de NASA om de Doorreis Exoplaneet Survey Satellite (TESS) en de nog-te-worden gelanceerd James Webb Space Telescope (JWST) beschikbaar te maken voor een diverse groep van onderzoekers, die vervolgens systematisch verzamelen van gegevens over exoplaneten en, in het geval van de JWST, enquête hun atmosfeer.
“De identificatie van het leven op een exoplaneet zal niet worden bereikt door een team van onderzoekers of een enkele methode,” schrijven de auteurs. “Het zal alleen gebeuren wanneer we brengen samen de gecombineerde inzichten van astrofysici, planetaire wetenschappers, de Aarde wetenschappers, en heliophysicists, en bieden ze de gelegenheid en de middelen om samen te werken.”
NASA zal waarschijnlijk krijgt dit congres opgelegde rapport met grote vreugde. De Nationale Academies van Wetenschappen, Techniek en Geneeskunde bestaat tot verstrekken van onafhankelijke en objectieve analyse en advies. Gewapend met deze aanbevelingen, NASA kunt nu het verslag aan het Congres vragen om voldoende financiering.
Moet NASA en Congres houden zich aan deze aanbevelingen, de komende 10 jaar zou kunnen getuigen van een buitengewone astronomische en astrobiological ontdekkingen.
[De Nationale Academies van Wetenschappen, Techniek en Geneeskunde]