Nouveau plan de 10 ans pour l’univers

Les astronomes américains ont appelé jeudi le pays à investir dans une nouvelle génération de télescopes « extrêmement massifs » de plusieurs milliards de dollars qui seraient plus grands que tous les télescopes actuellement sur Terre ou en orbite dans l’espace.

L’investissement nécessitera de récupérer et de consolider les efforts de deux projets concurrents, le télescope géant de Magellan et le télescope de trente mètres. Une fois terminés, ces télescopes, équipés de miroirs collecteurs primaires de 25 et 30 mètres, seront environ 100 fois plus sensibles que n’importe quel télescope actuellement en service.

Ils permettront aux astronomes de scruter profondément les noyaux des galaxies lointaines, où les trous noirs supermassifs errent et l’énergie se dissipe ; Enquêter sur des mystères tels que la matière noire et l’énergie noire ; L’étude des planètes autour d’étoiles autres que le soleil. Peut-être plus important encore, ils peuvent soulever de nouvelles questions sur la nature de l’univers.

Mais les astronomes ont lutté pendant des années pour collecter suffisamment d’argent pour réaliser leurs rêves. Dans la nouvelle proposition, la National Science Foundation fournira 1,6 milliard de dollars pour terminer les deux projets, puis les aidera à les exécuter dans le cadre d’un nouveau programme appelé Very Large Telescope des États-Unis.

Jeudi, les astronomes ont également exhorté la NASA à se lancer dans une nouvelle mission vers les Grands Observatoires et un programme de maturité technologique qui développera une série de vaisseaux spatiaux astrophysiques au cours des 20 à 30 prochaines années. Le premier serait un télescope optique plus grand que le télescope spatial Hubble et capable de détecter et d’étudier des planètes semblables à la Terre potentiellement habitables dans l’univers voisin. Seule la NASA peut y parvenir, ont déclaré les astronomes, notant qu’elle pourrait être prête en 2040 et coûtera 11 milliards de dollars.

Telles étaient les deux plus grandes recommandations d’un rapport tant attendu de 614 pages, Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the Decade 2020, publié jeudi par les National Academies of Sciences, Engineering and Medicine.

Tous les 10 ans depuis 70 ans, l’Académie a parrainé une enquête auprès de la communauté astronomique afin de prioriser les éléments coûteux au cours de la prochaine décennie. L’enquête décennale, comme on l’appelle, intéresse le Congrès, la NASA, la National Science Foundation et le ministère de l’Énergie.

L’effort de cette année – dirigé par Fiona A. Harrison du California Institute of Technology et Robert C. Kennicott, Jr. de l’Université de l’Arizona et de l’Université Texas A&M – a duré trois ans et a nécessité des dizaines de réunions et de discussions entre 13 sous-groupes couvrant chacun . Branche de l’astronomie. Au total, 860 livres blancs ont été soumis pour l’enquête, décrivant quels télescopes pourraient être construits, quelles missions spatiales devraient être lancées, quelles expériences ou observations devraient être faites, et des questions telles que la diversité que la communauté astronomique devait aborder.

Dans une interview, le Dr Harrison a déclaré que leur comité avait essayé d’équilibrer l’ambition avec le temps et l’argent que ces projets prendraient. Par exemple, de nombreuses idées ont été avancées pour que les engins spatiaux explorent les planètes. Certains étaient très grands, d’autres très petits ; Certains peuvent prendre un siècle à mettre en œuvre. Au lieu de choisir l’un d’entre eux, le groupe a demandé à la communauté et à la NASA de revenir avec des idées pour un télescope spatial de six mètres de diamètre. (Le miroir principal de Hubble mesure 2,4 mètres de diamètre.)

« Le télescope de six mètres semble être une ambition réalisable », a déclaré le Dr Harrison.

« C’est une entreprise ambitieuse par nature », a-t-elle ajouté. Seule la NASA, seuls les États-Unis peuvent le faire. Nous pensons que nous pouvons le faire. »

Matt Mountain, président de l’Association des universités pour la recherche en astronomie, ou AURA, qui exploite des observatoires pour la National Science Foundation, a qualifié le rapport décennal de « très audacieux » dans un e-mail. « Et ils n’ont pas hésité à élaborer une vision sur plusieurs décennies, ce qui est vraiment ce qu’il faut et doit prendre. »

Les enquêtes décennales ont un bilan fructueux. Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990 et toujours en activité, et le télescope spatial James Webb – conçu pour voir le début des temps et dont le lancement est prévu le mois prochain – ont tous deux bénéficié de classements élevés dans les enquêtes décennales précédentes.

Les résultats de chaque nouvelle enquête sont donc très attendus par la communauté de l’astronomie et de l’astrophysique. « Le panel était hautement confidentiel », a déclaré Natalie Batalha, professeur à l’Université de Californie à Santa Cruz, qui a joué un rôle de premier plan dans la mission de découverte de la planète Kepler de la NASA, dans un e-mail à la veille de la publication du rapport. « Honnêtement, je n’ai rien entendu. J’attends des épingles et des aiguilles. »

Dans son rapport de jeudi, l’académie a fixé trois objectifs scientifiques primordiaux pour la prochaine décennie : la recherche de planètes habitables et de vie. l’étude des trous noirs et des étoiles à neutrons responsables des événements naturels les plus violents ; La croissance et l’évolution des galaxies.

« Les décennies à venir mettront l’humanité sur la voie de déterminer si nous sommes seuls », indique le rapport. « La vie sur Terre peut être le résultat d’un processus commun, ou elle peut nécessiter un ensemble inhabituel de circonstances qui font de nous les seuls êtres vivants dans notre propre partie de la galaxie, ou même dans l’univers. Les deux réponses sont profondes. « 

L’idée d’un très grand programme de télescopes est ambitieuse, car il s’agit de mélanger deux projets de télescopes concurrents, Télescope de trente mètres, prévu soit au dessus du Mauna Kea à Hawaï ou les îles Canaries en Espagne, et Le télescope géant Magellan en cours au Chili.

Les deux télescopes sont le produit de rêves de coopération internationale tentaculaire et de deux décennies de collecte de fonds et de recrutement de partenaires. L’un ou l’autre télescope serait trois fois plus grand que tout ce qui existe actuellement sur Terre et serait capable de distinguer cent fois les étoiles lointaines et faibles de l’univers ; Grâce au travail d’équipe, ils peuvent aborder des questions profondes sur l’univers. Mais aucun des deux projets n’a levé suffisamment d’argent – plus de 2 milliards de dollars sont nécessaires – pour atteindre ses objectifs.

L’échec de la construction de ces télescopes céderait le leadership de l’astronomie terrestre à l’Europe, qui construit un télescope de 39 mètres – le grand télescope européen extraordinaire, dans le désert d’Atacama au Chili – qui devrait commencer à fonctionner en 2027. Certains astronomes ont comparé le cas de Annulé en 1993 le projet américain de Super collisionneur supraconducteur, qui a confié l’avenir de la physique des particules au CERN et au Grand collisionneur de hadrons à Genève.

Si la National Science Foundation Investir dans l’achèvement des deux télescopes, y gagnera un temps d’observation important, qui sera distribué aux astronomes américains.

« Les deux télescopes, étant dans des hémisphères opposés et avec des conceptions radicalement différentes, seraient bien adaptés pour des interrogations complémentaires de l’univers », a déclaré le Dr Harrison. « Imaginer que les États-Unis ne pourront pas y arriver est hors de question. »

De grands défis vous attendent. L’équipe Giant Magellan a déjà commencé au Chili, mais les progrès du télescope de trente mètres l’ont entravée Manifestations et sièges des autochtones hawaïens et d’autres groupes. Un site alternatif a été identifié à La Palma, aux îles Canaries.

Les astronomes espèrent que les étoiles s’aligneront sur leur vision audacieuse, étant donné l’accent mis actuellement sur les infrastructures et la croissance des budgets scientifiques. Mais ils sont hantés par une histoire de dépassements de coûts, notamment avec le télescope spatial James Webb, qui sera finalement lancé en décembre après des années de retard et avec un prix final de 10 milliards de dollars.

« Tout ce JWST se profile – l’ensemble du programme dépendra de son succès », a déclaré Michael Turner, maintenant cosmologiste à la Kavli Foundation à Los Angeles et expert en enquêtes décennales. « Doigts entrelacés. »