天文|天文学界未来10年的3大目标:探索适居行星、动态宇宙与星系演化( 二 )


在地面望远镜方面 , 当务之急是继续兴建美国的两座下一代巨型望远镜:三十米望远镜(TMT)与巨型麦哲伦望远镜(GMT) 。 在使用自适应光学的情况下 , 这个等级的望远镜将能达到 0.01 – 0.02 角秒等级的超高分辨率 , 庞大的集光面积也将使它们能够拥有非常高的灵敏度(sensitivity) 。 这样的能力几乎对天文物理的所有领域都能有革命性的帮助 , 比如它将能够检测、拍摄、甚至取得类地行星的大气光谱 。
但是 , 相比起另一个类似定位的欧洲计划「欧洲极大望远镜 EELT」 , GMT 与 TMT 的进度目前都严重落后 。 尤其原定要建造在夏威夷的 TMT , 因为与当地原住民的冲突 , 自 2015 年开始就难以施工 。 Astro2020 建议 , 国家应该提供更多援助 , 帮忙解决两个计划预算不足的情况 。 但如果两个计划进度持续落后 , Astro2020 也提供一套标准让国家决定是否要放弃其中之一 。
TMT 与 GMT 。
除了光学之外 , 报告也建议在智利与南极建立下一代的微波望远镜 , 在宇宙微波背景(CMB)中寻找暴涨等宇宙学事件的证据 , 并且能够提供前所未有的大面积、高灵敏度次毫米波天图 。 下一代的甚大数组望远镜(ngVLA)的先期研究也是重点之一 , 为其在 2030 年代的建造铺路 。 此外下一代微中子探测器(IceCube-2)、重力波探测器(LIGO)等中等大小的计划也要持续推进 。
位于南极的 IceCube 微中子检测器 , 是了解宇宙中高能事件的重要窗口之一 。
让天文研究者更平等 , 也是重要议题
除了上述科学/科技相关的主题之外 , Astro2020 也是 Decadal Survey 首次提到天文物理领域中存在的性别/种族等社会与伦理问题 , 以及许多对于「人」相关的建议 。
报告中强调了美国天文学界的性别/种族伦理问题依旧严重 , 并且建议应将多元性纳入奖项的评审机制 , 增加对学生、新进研究人员的资源投注 , 以及强化对各种不平等现象的数据收集 , 以更准确的将资源提供给需要的人 。 最后 , 报告也指出 Starlink、5G 等人类活动对天文研究产生的干扰 。
Starlink 卫星群通过望远镜的视野中 。 这对天文观测 , 尤其是对大面积的光谱巡天(Spectral Survey)会产生巨大的干扰 。
结语
Decadal Survey 是美国天文物理界十年一遇的盛事 。 它回顾过去十年的天文物理成果 , 并为未来十年的发展划下蓝图 。 Astro2020 建议 , 美国应该继续建造两座三十米级的地面光学望远镜(TMT、GMT) , 让它们能在 2030 年代投入观测 。 并且为 2040 年代的六米级大型光学太空望远镜的开发铺路 。 除了科学与科技上的规划 , 报告也指出天文物理界仍存在许多性别、种族等与「人」相关的问题有待改善 。
整体来说 , Astro2020 为 2020 年代的天文物理描述了令人兴奋的未来 。 接下来 , 就让我们一同期待 , 这些斑斓的梦是否能够成为现实吧!
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