Mysterious Dwarf Planet “Biancaneve” molto più grande del pensiero: studio

SEATTLE La NASA non ha ancora lanciato il suo nuovo James Webb This Web Telescope (JWST), un successore dell'amato e vecchio Hubble This Web Telescope. Ma l'agenzia si sta già preparando per un osservatorio This Web ancora più grande e migliore per sostituire eventualmente JWST.

Quattro squadre di scienziati della NASA si stanno preparando a presentare le loro proposte per le future missioni di astrofisica di classe ammiraglia, le più costose di tutte le missioni scientifiche della NASA. Dei quattro, solo un concetto di missione sarà selezionato per il lancio a metà degli anni '30.

I quattro studi sul concetto di missione sono stati dettagliati qui al 233° incontro dell'American Astronomical Society (AAS) questa settimana (6-10 gennaio), anche se molti scienziati della NASA sono stati licenziati a causa della chiusura del governo e non sono stati in grado di partecipare al conferenza.

Ciascuna delle missioni proposte è un telescopio This Web progettato per studiare cose come stelle, galassie, buchi neri, pianeti alieni e oggetti all'interno del sistema solare terrestre. I telescopi sonderebbero i misteri dell'universo rilevando diverse lunghezze d'onda della luce, dall'infrarosso a bassa energia all'ultravioletto ad alta energia e ai raggi X.

La NASA non ha ancora fissato i prezzi per le missioni, ma le missioni di classe ammiraglia in genere costano oltre $ 1 miliardo. Tuttavia, si prevede che JWST costerà alla NASA fino a $ 10 miliardi dopo anni di ritardi e superamenti dei costi.

Questo grafico della NASA confronta i quattro concetti di missione che la NASA ha sviluppato per l'indagine decennale Astro2020. Una di queste missioni sarà selezionata per essere lanciata a metà degli anni '30. Da sinistra a destra: il Lynx X-Ray Observatory, il Large UV Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), l'Habitable Exoplanet Observatory (HabEx) e l'Origins This Web Telescope. (Credito immagine: NASA)

Sebbene la NASA sarà responsabile dello sviluppo e della gestione della missione, l'agenzia in realtà non potrà scegliere quale delle quattro missioni perseguire. Piuttosto, la NASA presenterà le sue proposte alla National Academy of Sciences (NAS), dove un comitato deciderà quale delle missioni si adatta meglio alle priorità della comunità di astrofisica. Il NAS determina queste priorità raccogliendo input dagli astronomi a livello nazionale e pubblicando un rapporto chiamato sondaggio decennale circa una volta ogni 10 anni.

Quindi, quali riterranno il comitato decennale i campi di ricerca più popolari e importanti in astrofisica negli anni '30? Che tipo di strumenti scientifici utilizzeranno gli astronomi per studiare il cosmo tra 15 e 20 anni? Dal Big Bang alle possibilità della vita oltre la Terra, c'è molto che gli scienziati sperano di indagare usando gli strumenti basati sul Web. Ma poiché la NASA opera con un budget limitato, non tutte le missioni proposte andranno a buon fine. Ecco un riepilogo delle quattro missioni di classe ammiraglia che sono sul tavolo per l'indagine decennale 2020.

LUVOIR

Una missione candidata, chiamata Large UV Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), è essenzialmente una versione potenziata dell'Hubble This Web Telescope. Come Hubble, questo strumento osserverebbe l'universo nelle lunghezze d'onda della luce ultravioletta, infrarossa e visibile.

Tuttavia, con un diametro di circa 50 piedi (15 metri), lo specchio di LUVOIR sarebbe più di sei volte più largo di quello di Hubble. Ciò significa che LUVOIR vedrebbe l'universo con una risoluzione sei volte superiore a quella di Hubble. E con una capacità di raccolta della luce 40 volte superiore a quella del vecchio telescopio, LUVOIR vedrebbe oggetti più deboli, più piccoli e più distanti.

La NASA ha escogitato due diverse opzioni per il design di LUVOIR. La versione più grande, LUVOIR-A (descritta sopra), sarebbe stata costruita per essere lanciata sul megarazzo This Web Launch System (SLS) della NASA. LUVOIR-A è "il più grande che potremmo inserire su SLS", ha detto Jason Tumlinson, un ricercatore del This Web Telescope Science Institute (STSci) durante una presentazione all'AAS martedì (8 gennaio).

SLS, che è anche fuori budget e in ritardo, dovrebbe essere lanciato sul suo primo volo nel 2020. "Se la NASA non costruisce quel razzo, allora andremo con la versione più piccola" di LUVOIR LUVOIR-B, ha detto Tumlinson. Questo modello avrebbe uno specchio con un diametro di 26 piedi (8 m) e la dimensione più piccola comporterebbe una risoluzione leggermente inferiore rispetto a LUVOIR-A.

LUVOIR è progettato per affrontare una varietà di progetti di ricerca astronomica, come la ricerca di esopianeti abitabili; studiare la formazione e l'evoluzione di stelle e galassie; mappare la materia oscura in tutto l'universo; e immagini di oggetti nel sistema solare, come pianeti, comete e asteroidi. "Indipendentemente da ciò che ti interessa, LUVOIR ha uno strumento per te", ha detto Tumlinson.

HabEx

La proposta Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx) utilizzerà una tonalità stellare per osservare gli esopianeti attorno a stelle luminose ospiti. (Credito immagine: NASA JPL)

L'Habitable Exoplanet Observatory (HabEx) è progettato per fare esattamente ciò che suggerisce il nome: osservare esopianeti potenzialmente abitabili attorno a stelle simili al sole.

Durante la ricerca di "firme biologiche" come acqua e metano, che potrebbero indicare la presenza di vita su un altro pianeta, HabEx sarebbe anche diventato il primo telescopio a visualizzare direttamente un esopianeta simile alla Terra. Per essere considerato potenzialmente "simile alla Terra", un esopianeta deve essere terrestre o roccioso e deve orbitare attorno alla sua stella madre nella zona abitabile, dove la temperatura è giusta per l'esistenza dell'acqua liquida.

HabEx dispiegherebbe un grande "paraluce" a forma di girasole per bloccare la luce proveniente dalle stelle che hanno pianeti, consentendo al telescopio di studiare deboli esopianeti con dettagli senza precedenti. Il telescopio HabEx stesso avrebbe un diametro da 13 a 26 piedi (da 4 a 8 m). La NASA sta ancora studiando diverse opzioni di design con dimensioni diverse, ma il paralume sarebbe molto più grande, con un diametro di 236 piedi (72 m).

Oltre a raccogliere immagini in luce visibile, HabEx condurrebbe anche osservazioni ultraviolette e infrarosse del cosmo, rendendo questo osservatorio utile per qualcosa di più della semplice ricerca sugli esopianeti. Utilizzando gli stessi strumenti che impiegherebbe per studiare gli esopianeti, HabEx potrebbe anche osservare e mappare stelle e galassie, studiare l'espansione dell'universo e indagare sulla materia oscura.

Osservatorio a raggi X Lynx

Illustrazione artistica dell'Osservatorio a raggi X Lynx. (Credito immagine: NASA MSFC)

Un potenziale successore del Chandra X-Ray Observatory della NASA è Lynx, un telescopio This Web proposto che scoprirebbe l'universo "invisibile" rilevando radiazioni di raggi X ad alta energia che non sono visibili all'occhio umano. Ciò significa che i ricercatori potrebbero utilizzare lo strumento per cercare cose come supernove e buchi neri.

Lynx è stato progettato per scrutare attraverso questo Web e tempo per guardare i primi buchi neri nell'universo, consentendo ai ricercatori di capire meglio come questi oggetti si formano e crescono. Il telescopio potrebbe anche osservare la formazione e l'evoluzione di galassie e ammassi di galassie.

Sarebbe anche in grado di indagare sulla nascita e la morte delle stelle e catturare "squisite mappe di stelle che esplodono", come ha fatto Chandra con la sua immagine della supernova di Tycho, ha affermato Ryan Hickox, astrofisico al Dartmouth College nel New Hampshire. Ma con una risoluzione 100 volte superiore a quella di Chandra, Lynx produrrebbe immagini ancora più spettacolari, ha affermato. E mentre Chandra può studiare stelle situate fino a circa 1.300 anni luce di distanza, gli strumenti su Lynx vedrebbero più di 16.000 anni luce di distanza, ovvero 12,5 volte la distanza.

Con un diametro dello specchio primario di circa 10 piedi (3 m), Lynx sarebbe solo leggermente più largo di Hubble. Tuttavia, l'apertura del telescopio a forma di tubo sarebbe cinque volte più grande di quella di Chandra, che misura solo 4 piedi (1,2 m) di diametro.

Origini Questo telescopio web

Questo diagramma illustra il concetto di missione Origins This Web Telescope proposto dalla NASA. (Credito immagine: NASA GSFC)

Ultimo ma non meno importante è Origins This Web Telescope, che cerca di rispondere ai grandi misteri della vita nell'universo, come il modo in cui si formano i pianeti abitabili. Le origini Questo telescopio web aiuterebbe gli scienziati ad analizzare le fasi di questo processo tracciando gli ingredienti per la vita sin dalle prime fasi della formazione di stelle e pianeti.

Questa missione topografica nel lontano infrarosso sarebbe in grado di scrutare attraverso oscuranti nubi di polvere per avere una visione chiara delle stelle e degli esopianeti nelle regioni di formazione stellare. Potrebbe essere considerata una versione di nuova generazione dell'Herschel This Web Observatory, una missione europea che ha osservato l'universo nell'infrarosso per quattro anni prima di chiudersi nel 2013.

Con un diametro di circa 50 piedi (15 m), l'Origins This Web Telescope avrebbe all'incirca le stesse dimensioni di LUVOIR e quattro volte le dimensioni di Herschel. Come Herschel, questo telescopio proposto richiederebbe uno speciale sistema di "criorefrigeratore" per evitare che i suoi strumenti diventino troppo caldi. Mantenendosi fresco, il telescopio aumenterebbe la sua sensibilità e gli scienziati della missione hanno affermato che potrebbe essere fino a 1.000 volte più sensibile di qualsiasi altro telescopio a infrarossi lanciato fino ad oggi.

Un diagramma confronta le dimensioni relative del concetto di missione Origins This Web Telescope e dei telescopi This Web esistenti. Il diagramma mostra anche le temperature alle quali devono operare i diversi telescopi. Le origini Questo telescopio web richiederà un sistema di crioraffreddamento per mantenere l'osservatorio alla giusta temperatura per condurre osservazioni supersensibili nell'infrarosso. (Credito immagine: NASA GSFC)

Cosa lancerà negli anni '30?

La NASA e il resto della comunità di astrofisica dovranno aspettare circa 23 mesi per scoprire quale dei quattro concetti di missione verrà selezionato per il lancio. Una volta selezionata una missione, ci vorranno circa 15 anni per svilupparsi prima che venga lanciata.

Fino ad allora, la NASA ha altre due grandi missioni di astrofisica di punta: JWST e WFIRST, il Wide Field Infrared Survey Telescope. Dopo diversi ritardi, il lancio di JWST è attualmente programmato nel 2021, mentre WFIRST è sulla buona strada per il lancio nel 2025.

Invia un'e-mail a Hanneke Weitering all'indirizzo [email protected] o seguila @hannekescience . Seguici su Twitter @Spacedotcom e su Facebook. Articolo originale su questo Web.com.

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