

美国宇航局(NASA)的“伟大天文台”之一可能很快就会过早地结束使命。钱德拉X射线天文台——一个于 1999 年搭乘哥伦比亚号航天飞机发射升空的轨道望远镜——正面临美国宇航局最新预算提案中的重大财政威胁。对其资金的大幅削减可能导致到 10 月份天文台一半的员工被裁员,并且根据科学家的担忧,该任务可能在 2026 年左右提前结束。天文学家担心,失去一个对我们研究高能宇宙至关重要的望远镜可能会让该领域倒退几十年。
在一封 公开信 中,一群天文学家声称钱德拉“有能力运行多年并进行科学发现”,并且“削减我们旗舰X射线任务的预算将对美国的能源天体物理学研究以及更广泛的天文学和天体物理学界产生不成比例的影响”。
“将一个天文台送入太空是一笔巨大的金钱和环境成本,所以我认为重视这一点并且不将这些仪器视为一次性用品非常重要,”麦吉尔大学的天文学家 Samantha Wong 补充道。“天文学领域之外的人们也为这些仪器的成本做出了贡献(无论是字面上还是在环境和卫星污染方面),所以我们充分利用钱德拉的能力最符合所有人的利益。”
钱德拉与光学和紫外线 哈勃空间望远镜、红外线 斯皮策空间望远镜(已于 2020 年退役)和 康普顿伽马射线天文台(是其中寿命最短的,于 2000 年结束任务)一起在 90 年代发射。与强大的哈勃望远镜类似,钱德拉最初计划运行五年——但其持久的出色表现使其在过去二十五年中成为天文学研究的支柱。尽管任何设备都会随着时间的推移而自然退化,但钱德拉仍能返回出色的科学成果,根据近期美国宇航局的“高级评审” ,它被认为是“轨道上最强大的X射线设施”,只要地面团队能够继续操作它,它就有可能再运行十年,直到燃料耗尽。

空间望远镜是巨大的工程壮举和奇迹,每一个都为宇宙打开了一扇新的窗口。天文学需要以 多种波长 的光来观察宇宙,远远超出人眼所能感知,从低能射电波到最高能的伽马射线。“我们通过仅仅在太空中放置大块玻璃学到了多少关于宇宙的知识,这一点怎么强调都不为过,”哈佛大学天文学家 Grant Tremblay 在与纽约州众议员 Joe Morelle 的一次对话中 说道。
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在太空中,X射线可以告诉我们宇宙中最具爆炸性的现象:超新星、超大质量黑洞、中子星碰撞等等。钱德拉是少数能够感知X射线的望远镜之一——包括欧洲的 XMM-Newton 和日本的 XRISM——X射线与我们在地面上成像人类骨骼所用的高能光相同。然而,钱德拉即使在这个小群体中也是独一无二的,能够以前所未有的细节进行观测。钱德拉的观测还 揭示了太阳系行星上的荧光,以及 神秘的暗物质潜伏在星系团中。

自 3 月份宣布削减预算以来,天文学家们一直在团结起来支持 #SaveChandra,将他们支持该天文台的理由汇编到一个网站上。“钱德拉和哈勃一起是 NASA 整个科学产品组合中科学成果最丰富的任务之一,”Save Chandra 网站写道。天文学家还预计钱德拉将与著名的 JWST 和即将投入使用的智利 鲁宾天文台 形成高度互补关系,后者将每晚扫描几乎整个天空。例如,钱德拉可以深入研究韦伯望远镜看到的红移极高的星系核心,从而更多地了解它们中心的超大质量黑洞。它对于跟进鲁宾天文台每晚产生的 1000 万个警报 也至关重要,这些警报将通过精确定位爆炸性天体事件的短暂明亮闪光。
天文学家们还在社交媒体上积极宣传,分享他们职业生涯中钱德拉的重要性,包括一位 研究生描述了钱德拉对她教育的重要性,以及一位 教授回忆起她 2001 年的第一篇研究论文,该论文使用了钱德拉的数据,并在此后的职业生涯中发表了 30 篇与该任务相关的论文。
该领域最大的担忧之一是,地平线上没有钱德拉的替代品。根据都柏林高等研究院天文学家 Affelia Wibisono 的说法,它的继任者 Lynx 天文台“不太可能在 2050 年代之前发射”——即使它最终发射的话。美国宇航局正在考虑一项较小的X射线探测任务(将从几个想法中选择,包括 STROBE-X 或 线发射绘图仪),但这些概念都无法填补钱德拉留下的空白。此外,钱德拉的关闭将导致X射线天文学领域专业知识的巨大损失,失业的天文学家被迫离开该领域,从而在我们甚至能够进行 Lynx 和其他未来天文台预期的科学研究的能力方面造成巨大差距。Wong 补充说,没有钱德拉,“在未来十年左右的时间里,进行高能工作的动力和可及性都很小,这确实削弱了该领域,并使得我们很难保持我们正在进行的科学的势头。”

既然科学家们如此致力于该任务的成功,那么为什么美国宇航局要取消它呢?
钱德拉的困境是美国科学资助持续削减的一个更大问题的症状,这部分源于《2023 年财政责任法案》,该法案限制了非国防支出。美国宇航局在 2024 财年的预算被削减了 2%,这与拜登总统近期 要求增加 7% 的资助额形成了鲜明对比。本质上,美国宇航局的领导层陷入了两难境地——谁会愿意在一个令人难以置信的发现机器和另一个几乎同样令人惊叹的机器之间做出选择?“我们承认我们正处于一个具有挑战性的预算环境中,我们总是希望尽可能多地进行科学研究,”美国宇航局天体物理学部门主任 Mark Clampin 解释说。
这并不是今年天文学面临的唯一预算威胁。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室在 2 月份被迫 进行大规模裁员,雄心勃勃的火星样本返回计划(旨在将“毅力号”探测器在红色星球上收集的岩石带回地球)在原预算被认为不切实际后 正在进行重大重组。即使是地面天文学也面临着艰难的选择,因为美国国家科学基金会 现在被迫在两个原计划建造的巨型望远镜中只选择一个。
然而,天文学在美国总预算中只占很小一部分,许多人希望未来能够资助更多的科学事业。“科学的国家和全球投资回报率高得离谱,以至于你可以轻松地为整个发现组合进行辩护,”Tremblay 在 X 上的一篇帖子中 写道。天文学家们还强调了天文学任务对于激励下一代科学家以及保持公众对科学的整体兴趣的重要性。西弗吉尼亚大学天文学家 Graham Doskoch 说:“继续运营钱德拉将象征着对设定宏伟目标的新承诺。这是一个对每个人都有意义的想法。”
那么,伟大的X射线天文台的下一步是什么?美国宇航局目前正在计划一次“小型审查”,以决定如何在新的预算限制下最好地运营钱德拉,并希望尽量缩减运营规模,而不是完全关闭该项目。与此同时,钱德拉的支持者们鼓励人们与他们的政府代表沟通,签署一封社区联名信,并在社交媒体上传播信息,Save Chandra 网站上提供了相关资源。
天文学家 Laura Lopez 在 X 上 写道:“你想 #SaveChandra 吗?最有效的方式是联系你的议员和参议员。” 在这个对天文学未来至关重要的时刻,现在所有人的目光都集中在国会上,看看未来几个月和几年里预算将如何分配。