Los astrónomos estadounidenses pidieron el jueves que la nación invierta en una nueva generación de telescopios multimillonarios “extremadamente grandes” que serían más grandes que cualquier otro que esté ahora en la Tierra o en órbita en el espacio.
La inversión implicaría rescatar y combinar los esfuerzos de dos proyectos rivales, el Telescopio Gigante de Magallanes y el Telescopio de Treinta Metros. Una vez terminados, estos telescopios, con espejos colectores primarios de 25 y 30 metros de diámetro, serían unas 100 veces más sensibles que cualquier telescopio actualmente en funcionamiento.
Permitirían a los astrónomos escudriñar profundamente los núcleos de galaxias distantes, donde monstruosos agujeros negros deambulan y chisporrotean energía; investigar misterios como la materia oscura y la energía oscura; y estudiar planetas alrededor de estrellas distintas al sol. Quizás lo más importante es que podrían plantear nuevas preguntas sobre la naturaleza del universo.
Pero los astrónomos han luchado durante años para recaudar suficiente dinero para cumplir sus sueños. En la nueva propuesta, la National Science Foundation proporcionaría $ 1.6 mil millones para terminar ambos proyectos y luego ayudaría a ejecutarlos como parte de un nuevo programa llamado United States Extremely Large Telescope.
El jueves, los astrónomos también instaron a la NASA a embarcarse en una nueva Misión de Grandes Observatorios y Programa de Maduración de Tecnología que desarrollaría una serie de naves espaciales astrofísicas durante los próximos 20 a 30 años. El primero sería un telescopio óptico más grande que el telescopio espacial Hubble y capaz de encontrar y estudiar planetas similares a la Tierra – “exo-Tierras” potencialmente habitables – en el cosmos cercano. Solo la NASA podría lograr esto, dijeron los astrónomos, y señalaron que podría estar listo en 2040 y costaría $ 11 mil millones.
Esas dos recomendaciones fueron las más importantes en un informe de 614 páginas tan esperado, Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020, publicado por las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina el jueves.
Cada 10 años durante los últimos 70, la academia ha patrocinado una encuesta de la comunidad astronómica con el fin de establecer prioridades para artículos caros durante la próxima década. El Decadal Survey, como se le conoce, atrae la atención del Congreso, la NASA, la National Science Foundation y el Departamento de Energía.
El esfuerzo de este año, presidido por Fiona A. Harrison del Instituto de Tecnología de California y Robert C. Kennicutt, Jr., de la Universidad de Arizona, tomó tres años e implicó docenas de reuniones y discusiones entre 13 subpaneles que abarcan todas las ramas de la astronomía. En total, se enviaron 860 libros blancos a la encuesta, que describen los telescopios que podrían construirse, las misiones espaciales que deberían lanzarse, los experimentos u observaciones que deberían realizarse y cuestiones como la diversidad que la comunidad astronómica debería abordar.
En una entrevista, el Dr. Harrison dijo que su comité había tratado de equilibrar la ambición con la cantidad de tiempo y dinero que tomarían estos proyectos. Por ejemplo, se plantearon varias ideas para naves espaciales de prospección de planetas. Algunos eran demasiado grandes, otros demasiado pequeños; algunos tardarían un siglo en ejecutarse. En lugar de elegir uno de estos, el grupo pidió a la comunidad y a la NASA que regresaran con ideas para un telescopio espacial de seis metros de diámetro. (El espejo principal del Hubble tiene 2,4 metros de diámetro).
“Un telescopio de seis metros parece ser una ambición alcanzable”, dijo el Dr. Harrison.
“Esta es una búsqueda ambiciosa por naturaleza”, agregó. “Solo la NASA, solo Estados Unidos puede hacer esto. Creemos que podemos hacerlo “.
Matt Mountain, presidente de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, o AURA, que dirige los observatorios de la National Science Foundation, describió el informe de la década como “bastante audaz” en un correo electrónico. “Y no han rehuido articular una visión a lo largo de varias décadas, que en realidad es lo que se necesita y lo que se necesita”.
Las encuestas decenales tienen un historial de éxito. Tanto el Telescopio Espacial Hubble, lanzado en 1990 y aún en funcionamiento, como el Telescopio Espacial James Webb, diseñado para ver el comienzo de los tiempos y programado para su lanzamiento el próximo mes, se beneficiaron de estar altamente clasificados en estudios de décadas anteriores.
Y así, los resultados de cada nueva encuesta son anticipados con entusiasmo por la comunidad de astronomía y astrofísica. “El comité ha sido extremadamente reservado”, dijo Natalie Batalha, profesora de la Universidad de California en Santa Cruz, quien desempeñó un papel destacado en la misión de búsqueda de planetas Kepler de la NASA, en un correo electrónico en vísperas de la publicación del informe. “No he escuchado nada, sinceramente. Estoy esperando con alfileres y agujas “.
En su informe del jueves, la academia enumeró tres objetivos científicos generales para la próxima década: la búsqueda de planetas habitables y vida; el estudio de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, responsables de los eventos más violentos de la naturaleza; y el crecimiento y evolución de las galaxias.
“Las próximas décadas pondrán a la humanidad en un camino para determinar si estamos solos”, dijo el informe. “La vida en la Tierra puede ser el resultado de un proceso común, o puede requerir un conjunto de circunstancias tan inusuales que seamos los únicos seres vivos dentro de nuestra parte de la galaxia, o incluso en el universo. Cualquiera de las respuestas es profunda “.
La idea de un programa de Telescopio Extremadamente Grande es ambiciosa, ya que implica la combinación de dos proyectos de telescopios rivales, el Telescopio de Treinta Metros, planeado para la cima de Mauna Kea en Hawái o las Islas Canarias en España, y el Telescopio Gigante de Magallanes en marcha. en Chile.
Ambos telescopios son el producto soñado de extensas colaboraciones internacionales y dos décadas de recaudación de fondos y contratación de socios. Cualquiera de los dos telescopios sería aproximadamente tres veces más grande que cualquier otro telescopio ahora en la Tierra y sería 100 veces más capaz de discernir débiles estrellas distantes en el cosmos; trabajando en concierto, podrían abordar cuestiones profundas sobre el cosmos. Pero ninguno de los proyectos ha recaudado suficiente dinero (se necesitan más de $ 2 mil millones) para lograr sus objetivos.
Si no se construyen estos telescopios, se cedería el liderazgo en astronomía terrestre a Europa, que está construyendo un telescopio de 39 metros, el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, en el desierto de Atacama de Chile, que se espera que comience a operar en 2027. Algunos astrónomos han comparado el situación a la cancelación del proyecto Superconductor Super Collider estadounidense en 1993, que entregó el futuro de la física de partículas al CERN y al Gran Colisionador de Hadrones en Ginebra.
Si la National Science Foundation invirtiera en completar los dos telescopios, ganaría un tiempo de observación significativo en ellos, que se repartiría entre los astrónomos estadounidenses.
“Los dos telescopios, al estar en hemisferios opuestos y con diseños radicalmente diferentes, serían perfectamente adecuados para interrogaciones complementarias del cosmos”, dijo el Dr. Harrison. “Imaginar que Estados Unidos no tendría acceso a eso es impensable”.
Te esperan grandes desafíos. El equipo del Gigante Magallanes ya ha comenzado a trabajar en Chile, pero el progreso en el Telescopio de Treinta Metros se ha visto obstaculizado por protestas y bloqueos por parte de nativos hawaianos y otros grupos. Se ha designado un sitio alternativo en La Palma en las Islas Canarias.
Los astrónomos esperan que las estrellas se alineen para su audaz visión, dado el énfasis actual en la infraestructura y los crecientes presupuestos científicos. Pero están perseguidos por una historia de sobrecostos, sobre todo con el telescopio espacial James Webb, que finalmente se lanzará en diciembre después de años de retraso y con un precio final de $ 10 mil millones.
“Sobre todo esto se cierne JWST: todo el programa se basará en su éxito”, dijo Michael Turner, cosmólogo ahora de la Fundación Kavli en Los Ángeles y un veterano de las encuestas decenales. “Dedos cruzados.”