錢德拉 X 射線天文臺是高能天體物理學的寵兒。它以提供無與倫比的 X 射線視野而聞名,這些視野包括貪婪的超大質量黑洞、爆炸的巨型恆星,甚至充滿暗物質的星系團碰撞,該航天器探測了天體物理學中最大的謎團。
今年 3 月,NASA 將錢德拉的預算從 2024 年的 6800 萬美元削減至 2025 年的 4100 萬美元,並在一年後削減至 2600 萬美元。根據運營該望遠鏡的錢德拉 X 射線中心的資料,這僅允許任務關閉。自那以來的幾個月裡,一系列事件——包括一場密集的公眾宣傳活動和國會支援的展示——已經保持了錢德拉的資金直到 2025 年 9 月。但對於今年的高階審查,該審查評估 NASA 的任務,錢德拉 X 射線中心已被告知要保持在擬議的預算數字之內——也就是說,計劃航天器將如何關閉。
這是一個錯誤。錢德拉應該保持執行,直到它遇到重大故障或被同等任務取代。錢德拉是太空中唯一的高角解析度 X 射線望遠鏡,並且在最早到 2032 年之前,沒有具有類似能力的任務計劃取代它。
有人可能會問:錢德拉在過去 25 年裡沒有取得的新發現是什麼?這是一個好問題。但是,自錢德拉發射以來,我們的觀測能力發生了巨大變化,因此它在需要多臺望遠鏡才能做出發現方面的潛力也發生了巨大變化。我們最近才進入多波長、多信使天體物理學時代,允許同時觀察從無線電頻譜到伽馬射線、中微子和引力波的一切恆星和星系。如果我們放棄高解析度 X 射線覆蓋,那麼大部分關鍵的協同作用將會喪失和浪費。
從某種意義上說,錢德拉超越了時代。它將被記住的一些發現,例如探測到來自超大質量黑洞的聲波,是錢德拉獨有的科學。但其最近最重要的成果來自其敏銳的 X 射線視覺與新儀器的結合,例如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡或事件視界望遠鏡。
錢德拉 X 射線天文臺是太空梭運入太空的最過載荷。二十年來,它一直在觀察超新星、黑洞和旋渦星系。
2017 年,當兩顆合併的中子星發出的引力波到達地球時,世界上所有主要天文臺都對這一歷史性的、前所未有的天文事件進行了後續觀測。雙星中子星合併導致了千新星爆發,它在整個電磁頻譜中閃耀。它的 X 射線輻射是由於爆炸的衝擊波加速粒子造成的,併為我們提供了有關雙星周圍物質的資訊。沒有其他設施可以像錢德拉那樣準確地定位合併:沒有它,我們對現代最重要的天體物理事件之一的理解將是不完整的。
經過四分之一個世紀的執行,錢德拉是一臺運轉良好的機器,擁有一支經驗豐富的團隊,該團隊已經適應了老化的望遠鏡。“保持錢德拉在天文學前沿執行變得越來越複雜,但並沒有變得更加昂貴。我們每天都在做得更好,”錢德拉科學運營的天體物理學家丹尼爾·卡斯特羅說。
問題的癥結在於去年三月總統的預算請求,該請求令社群震驚地錯誤地將錢德拉描述為快速退化且越來越昂貴。社群內進一步感到沮喪的另一個原因是,NASA 繞過了其自身的同行評審程式來評估任務關閉的及時性,即高階審查(該審查在 2022 年給予錢德拉最高分),而是出乎意料地削減了錢德拉的資金。預算削減在沒有任何討論或天體物理學界投入的情況下結束了錢德拉的任務。
NASA 的一個有趣的決定是向宜居世界天文臺 (HWO) 的開發撥款 5000 萬美元,而同樣的資金將使錢德拉全面執行。HWO 是一個紅外、光學和紫外 NASA 旗艦望遠鏡,距離發射還有 20 到 30 年,最有可能花費超過估計的 60 億到 100 億美元。
韋伯的成本從最初的20 億美元膨脹到 80 億美元,這在優先考慮 HWO 資金的決定中顯得尤為突出。NASA 關注未來的挑戰是值得稱讚的,但 HWO 的第一筆資金中的很大一部分將用於初步管理費用,例如建立專案辦公室和建立行業合作伙伴關係。在發射前幾十年就向一項數十億美元的任務撥款 5000 萬美元是否合理,這是否證明關閉像錢德拉這樣富有成效的任務是合理的,這值得考慮。
天文學家已經提出了其他錢德拉資金來源的想法,例如將其運營出售給日本或歐洲航天局,或依靠私人捐款。與其他航天局和公司合作是天體物理學的標準做法,但這是一個漫長的過程,而且錢德拉的許多技術都受到美國技術轉讓限制的限制。而且 NASA 的政策指令雖然允許捐款,但不允許對其用途施加條件。此外,我們是否希望(有時反覆無常的)太空億萬富翁擴充套件到基礎科學領域?進入宇宙是一項公共利益,我們大多數天文學家都希望避免寡頭成為其看門人的可能性。
殺死錢德拉突顯了旗艦式天文任務中固有的緊張關係。它們取得了驚人的發現,但它們也有辦法吸走中型或現有任務的預算。我們需要更強大的望遠鏡,因為它們開闢了新的引數空間,這是真正革命性發現的途徑。但這裡需要保持微妙的平衡:透過如此早期地為 HWO 分配資金,我們放棄了什麼?我想說我們正在開啟一扇窗,但正在關閉一扇門。我們選擇對高解析度 X 射線宇宙視而不見。這對整個科學界來說都是損失。
這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。
