Artist ‘ s oppfatning av en exoplanet sett fra månen. Illustrasjon: IAU/L. Calçada
En ny congressionally mandat rapporten sier NASA skal avgrense sin strategi og forbedre sine verktøy for å fremme studiet av exoplanetary systemer og fremskynde søk etter utenomjordisk liv.
Den nye konsensus studere rapporten, forfattet av National Academies of Sciences, Ingeniørfag og Medisin, understreker flere strategiske prioriteringer som, hvis gjennomført, vil gå en lang vei i å sikre at forskere har de ressurser de trenger for å studere eksoplaneter (planeter i bane rundt andre stjerner). Det kalles Exoplanet Vitenskap Strategi, og det identifiserer spesifikke forskning prioriteringer samtidig anbefalinger om hvordan NASA bør investere sin innsats.
“I løpet av de siste tiår, exoplanet vitenskap har gitt mange bemerkelsesverdige funn, fra direkte avbildning av unge gass-gigant eksoplaneter til påvisning av molekyler og skyer i atmosfærer av mer enn hundre verdener,” skriver forfatterne i den nye rapporten. “Men vår kunnskap om hele spekteret av exoplanet egenskaper, og som i sine lokale miljøer, er fortsatt betydelig ufullstendig.”
Ja, vi har gjort mye fremgang på dette området, men noen viktige spørsmål gjenstår, for eksempel om vår type solar system er vanlig eller sjelden, hvordan terrestriske planetene form, og de faktorer som kan gi opphav til beboelighet. Og selvfølgelig, vi vet fortsatt ikke om liv finnes andre steder i melkeveien. Den nye rapporten er en slags dytt for å komme i NASA på spor som the National Academies ser fram til de neste 10 årene av exoplanetary forskning.
På den bredeste nivå, rapporten har to overordnede mål for exoplanetary forskere. Første, astronomer og astrobiologists trenger for å få en bedre forståelse av hvordan planetsystemer dannes og utvikler seg, inkludert bedre beskrivelser av planetarisk system arkitekturer, komposisjoner, og miljøer. For det andre, de trenger å lære nok om eksoplaneter for å ta informerte spådommer om beboelighet, og for å gjøre meningsfulle søker av fremmede liv i fjerne stjernesystemer.
Artist ‘ s oppfatning av Kepler-47-stjerners systemIllustration: NASA
I slutten av forskerne er å anbefale et “holistisk” tilnærming til studiet av eksoplaneter og deres omgivelser, slik som kartlegging et bredt utvalg av planeten typer (inkludert protoplanetary disker, baby planeter og stjernesystemer på slutten av sitt liv), og finne måter å bestemme massen, størrelse, stemningsfulle komposisjoner, og kjemi på fjerne verdener. Disse analysene bør gjøres på så mange eksoplaneter som mulig, og på stjerne-systemer med varierende orbital parametere og vert stjerners typer, og forfatterne anbefaler.
Okei, kult. Men forskerne trenger de riktige verktøyene for å være i stand til å utføre denne typen arbeid. Og i den forstand, NASA, og astronomer som bruker sine verktøy, har truffet en slags blindgate. Kepler Space Telescope, for eksempel, kjører ut av drivstoff, oppdraget alt, men over.
Ser fram til de neste 10 år eller mer av astronomiske oppdagelser, og forfatterne spør NASA om å utvikle en avansert space telescope for å aktivere direkte avbildning av fjerne eksoplaneter, med et særlig fokus på å oppdage planeter i bane rundt stjerner som ligner vår egen Sol.
I tillegg, NASA bør investere i bakkebasert astronomi, sier rapporten. To fremtiden jorden, den Gigantiske Magellan teleskop (GMT) og Tretti Meter Teleskop (TMT), vil tilby bedre avbildning og spektroskopi (måle absorpsjon og emisjon av lys) av hele planetsystemer. Disse jorden vil også være i stand til å oppdage molekyler, slik som oksygen, i atmosfærer langt unna planeter. GMT er nå under bygging, men at TMT har ennå ikke godkjent.
Men disse bakkebaserte teleskoper krever finansiering, slik forfatterne av den nye rapporten har rapportert National Science Foundation som offentlig etat som er best egnet for denne oppgaven. National Academies ønsker NSF til å gjøre betydelige investeringer i både GMT og TMT teleskop, og til å finansiere utvikling av add-on enheter til å aktivere bestemte exoplanet-jakt evner. NSF investeringer bør også arbeide for å gi “all-sky tilgang til den AMERIKANSKE forskningsmiljøer.”
Forfatterne ønsker også NASA for å gjøre Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) tilgjengelig for astronomer i den hensikt å studere eksoplaneter. Dette teleskopet er nesten klar for prime time, og en gang på plass, det kan brukes til å kartlegge mye mer fjerne planeter enn Kepler noensinne kunne. WFIRST vil gi rom for en mer grundig census av eksoplaneter, og gir direkte bilder og spektra av planeter rundt fjerne stjerner.
National Academies rapporten spør også NASA for å gjøre Transittering Exoplanet Undersøkelsen Satellitt (TESS) og den ennå-å-være-lansert James Webb Space Telescope (JWST), som er tilgjengelig til en variert gruppe av forskere, som deretter kunne systematisk samle inn data på eksoplaneter og, i tilfelle av JWST, undersøkelse sine atmosfærer.
“Identifisering av livet på en exoplanet vil ikke bli gjennomført av en enkelt team av forskere eller en enkelt metode,” skriver forfatterne. “Det vil bare skje når vi bringe sammen kombinert innsikt i astrophysicists, planetarisk forskere, Jord forskere, og heliophysicists, og gi dem mulighet og ressurser til å samarbeide.”
NASA vil sannsynligvis motta denne congressionally mandat rapporten med stor glede. National Academies of Sciences, Ingeniørfag, Medisin og eksisterer for å gi uavhengige og objektive analyser og råd. Bevæpnet med disse anbefalingene, NASA kan nå ta denne rapport til Kongressen og be for tilstrekkelig finansiering.
Bør NASA og Kongressen følge disse anbefalingene, de neste 10 årene skulle vitne til noen fantastiske astronomiske og astrobiological funn.
[National Academies of Sciences, Engineering, og Medisinen]