Afgelopen donderdag kwam een langverwacht 614 pagina tellend rapport uit van de National Academies of Sciences, Engineering and Medicine: de Decadal Survey for Astronomy and Astrophysics. Het is een advies in welke astronomische instrumenten en faciliteiten de komende 10 jaar geïnvesteerd moet worden (in de V.S.). Onder andere NASA volgt deze adviezen meestal vrij trouw op.
Een van de belangrijkste vragen waarvan verwacht werd dat de Decadal Survey die zou beantwoorden, is welke volgende grote ruimtetelescoop dit decennium ontwikkeld moet worden. Dat is best een beladen vraag. Op dit moment wordt de lancering van de James Webb Space Telescope op 18 december op een Ariane 5 raket voorbereid. Astronomen kijken uit naar het baanbrekende onderzoek dat met deze telescoop gedaan kan worden. Maar ze weten ook dat deze infrarood ruimtetelescoop met een spiegel van 6 meter zeer lang uitgesteld is en zeer fors over budget gegaan is. Niet voor niets wordt hij gekscherend de “Telescope That Ate Astronomy” genoemd. Jarenlang was nergens anders meer budget voor.
Kandidaten
Laten we eens kijken naar de vier kandidaten die diverse instituten voorgedragen hebben als de volgende grote observatoria. Het zijn: HabEx, LUVOIR, Origins en Lynx.
Het Habitable Exoplanet Observatory (HabEx) is een telescoop met een spiegel van 4 meter die exoplaneten direct in beeld moet kunnen brengen. Om het licht van de ster waarom die exoplaneten draaien te blokkeren, moet een aparte coronagraaf gelanceerd worden die in de optische lijn van HabEx gaat vliegen. HabEx kan overigens meer dan alleen exoplaneten waarnemen. Het kan ook ingezet worden voor onderzoek naar de Hubble constante, sterrenstelsels en donkere materie.
Het ontwerp van de Large UV/Optical/IR Surveyor (LUVOIR) lijkt erg op dat van de James Webb. Er werden twee versies van voorgesteld: met een 8 of 15 meter spiegel. LUVOIR is eigenlijk de echte opvolger van de Hubble Space Telescope. De James Webb kan alleen waarnemen in infrarood. LUVOIR kan objecten in infrarood, zichtbaar licht en ultraviolet in beeld brengen. LUVOIR moet in staat zijn de structuur en samenstelling van exoplaneten te bepalen. Gassen van biologische oorsprong in de atmosfeer van exoplaneten, zoals zuurstof, ozon en methaan, kan LUVOIR detecteren. Uiteraard kan LUVOIR meer dan dat. Het kan ook kosmische structuren in beeld brengen, en de evolutie van sterren en zonnestelsels onderzoeken.
De Origins Space Telescope (Origins) is een ruimtetelescoop voor het verre infrarood. Ook Origins is geen kleintje. Twee voorgestelde versies hebben openingen van 5,9 of 9,1 meter. Het moet de periode toen de eerste sterren ontstonden kunnen onderzoeken en licht werpen op de evolutie van sterrenstelsels en zwarte gaten. Ook kan Origins de vorming van zonnestelsels in beeld brengen. Het is in feite de opvolger van de Europese Herschell ruimtetelescoop die tussen 2009 en 2013 actief was.
Het Lynx X-ray Observatory is een röntgen telescoop. In feite de opvolger van de Chandra telescoop die al weer sinds 1999 in een baan om de Aarde draait. Onderzoeksvelden van de 10 meter lange, 3 meter brede Lynx zijn zwarte gaten, de vorming van sterrenstelsels en energetische astronomische fenomenen.
En de winnaar is..
Dus welke telescoop gaat het worden? De Decadal Survey wijst niet een winnaar aan. Het rapport adviseert een ruimtetelescoop met een 6 meter spiegel die kan waarnemen in infrarood, zichtbaar licht en ultraviolet. In feite is het een kruising tussen HabEx en LUVOIR. De lancering van deze ruimtetelescoop kunnen we verwachten ergens in de 2040-er jaren. (Uw auteur is tegen die tijd ruim met pensioen en schrijft wellicht dan deze stukjes vanuit een bejaardenwoning). Ja, astronomie is een kwestie van lange adem.
Maar het rapport laat het daar niet bij. Het adviseert de ontwikkeling van een “Great Observatories Mission and Technology Maturation Program”. Dit om de technologie voor deze nieuwe ruimtetelescopen te ontwikkelen, voordat commitment wordt gegeven aan specifieke missies. Met als doel om enorme budgetoverschrijdingen zoals met de James Webb te voorkomen. Het rapport adviseert elke vijf jaar na de ontwikkeling van een grote ruimtetelescoop te beginnen aan het werk aan de volgende. Zo zouden Origins en Lynx uiteindelijk ook aan de beurt komen.
Mensen
Het rapport gaat niet alleen over ruimtetelescopen. Het adviseert ook over grote telescopen op Aarde, zoals de Giant Magellan Telescope en de Thirty-Meter Telescope, en over grote radiotelescopen en zwaartekrachtgolf detectoren.
En in dit rapport wordt ook voor het eerst de nadruk gelegd op mensen die werken in de astronomie. Het beschrijft de diversiteit in de astronomie afschuwelijk slecht. Niet alleen heeft de astronomie de nodige gevallen gehad van ongewenste intimiteiten, maar ook is slechts 1% van Amerikaanse astronomische en astrofysicische organisaties zwart en 3% latino. In tegenstelling tot andere wetenschappelijke terreinen is daar in de astronomie sinds 1980 nauwelijks iets aan veranderd. Het rapport adviseert geld te steken in de verbetering van de diversiteit.
Bronnen:
https://www.nap.edu/catalog/26141/pathways-to-discovery-in-astronomy-and-astrophysics-for-the-2020s
Coverfoto: NASA