加利福尼亞州山景城
每年有幾十個夜晚，美國宇航局都會派遣一架載有 2.5 米望遠鏡的巨型噴氣式飛機升空。當它飛越地球大部分大氣層時，這個獨一無二的天文臺——一個名為同溫層紅外天文臺（SOFIA）的美國-德國合作伙伴關係——可以窺視新生恆星的核心和其他天文奇觀。最近，它還發現了一種已知在宇宙中形成的第一種分子。
獨特的視角使觀測者能夠高於地球大氣層中的大部分水蒸氣，從而使他們能夠研究地面無法看到的紅外光中的天體。但是，每年耗資數千萬美元執行的 SOFIA 並沒有像許多天文學家希望的那樣令人印象深刻。根據一項分析，在 2014 年至 2018 年的最初 5 年執行期間，它平均每年僅發表 21 篇科學論文，使其成為全球生產力最低的望遠鏡之一。
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透過資訊自由請求，《自然》雜誌獲得了去年一個獨立小組對 SOFIA 做的嚴厲評論副本。該報告經過大量編輯，但證實該天文臺遠未達到其目標，包括每年發表 150 多篇科學論文的目標。
“當然，SOFIA 沒有發揮其潛力，”位於華盛頓特區的美國宇航局天體物理學部負責人保羅·赫茲說。
這甚至還沒有考慮到正在顛覆全球生活和研究的新冠病毒大流行。由於新冠病毒的威脅，SOFIA 自 3 月 12-13 日晚以來一直處於停飛狀態。
與時間賽跑
SOFIA 現在正爭分奪秒地證明其價值。今年 2 月，美國總統唐納德·特朗普的政府提議永久關閉 SOFIA，稱其效率不足以證明美國宇航局每年 8500 萬美元的成本是合理的。（儘管如此，國會不太可能採納特朗普關於取消該任務的建議。德國還為 SOFIA 的預算貢獻了 20%。）它是美國宇航局運營的第二大最昂貴的天體物理任務，僅次於哈勃太空望遠鏡。
“擺在面前的是一個真正的挑戰，而且時間非常緊迫，”明尼蘇達州明尼阿波利斯市的明尼蘇達大學的天文學家查爾斯·伍德沃德說，他曾使用 SOFIA 進行研究。“他們必須提出一個大膽的計劃，並且必須迅速執行該計劃。”
SOFIA 的領導者正在努力回應去年進行的兩項獨立審查，一項關於該任務的科學，另一項關於其飛機執行。他們現在正在競相提高望遠鏡的科學影響力，例如微調飛行時間和地點以收集更高質量的觀測資料。該專案還在努力增加檔案中 SOFIA 資料的數量，以吸引天文學家挖掘過去的觀測資料並在其上發表新的論文。檔案出版物約佔哈勃等高效能天文臺論文的一半。
“我們的首要目標是提高影響力和生產力，”SOFIA 在位於加利福尼亞州山景城的美國宇航局艾姆斯研究中心的代理專案科學家納西姆·蘭瓦拉說。“讓我們捲起袖子，著手去做吧。”
SOFIA 通常從加利福尼亞州帕姆代爾的美國宇航局基地起飛，攜帶一個科學家和技術人員團隊，每晚觀察天空 8-10 小時。有時，它會遷往紐西蘭，以研究南天目標，例如銀河系的中心。透過在高層大氣中飛行，SOFIA 能夠以地面望遠鏡看不到的紅外波長進行觀測——科學家無需建造併發射一顆完整的紅外衛星進入軌道。
最初，SOFIA 管理人員試圖最大化其進行觀測的小時數。但是他們對飛機的安排非常有效，以至於它啟動了許多不同的觀測專案——並且許多專案從未完成。在 SOFIA 的最初 5 年中，只有 40% 被指定為高優先順序的提案最終完成。
在同一時期，SOFIA 平均每年發表 21 篇論文，在包括 29 個地面望遠鏡和哈勃太空望遠鏡的列表中排名倒數第二。就引用次數衡量的影響而言，SOFIA 排名最後。加拿大維多利亞市的赫茲伯格天文學和天體物理學研究中心的丹尼斯·克拉布特裡應《自然》雜誌的要求進行了分析。
新的希望
SOFIA 的發表率現在開始上升，去年為 33 篇論文。管理 SOFIA 的位於馬里蘭州的大學空間研究協會的研究副主任詹姆斯·傑克遜說，最終目標是每年 75 到 100 篇論文。“超過 150 篇是一個延伸目標，”他說。
SOFIA 的領導者試圖透過特殊的觀測專案來增強其相關性，例如，在 2019 年紅巨星參宿四開始意外變暗後對其進行研究，以及在月球上尋找未來美國宇航局任務可能探索的水礦床。“人們認為 SOFIA 的科學研究沒有取得進展——這不是現實，”傑克遜說。“我們正在產生世界一流的科學成果。”
“對於我的研究而言，SOFIA 至關重要——我們獲得的資料無法透過其他任何方式獲得，”弗拉格斯塔夫北亞利桑那大學的行星科學家瑪吉·麥克亞當說，她曾使用 SOFIA 研究中紅外波長中的小行星，這揭示了它們含有多少水的資訊。“我的整個職業生涯都基於此。”
然而，SOFIA 在未來幾個月將面臨許多障礙。新冠病毒大流行可能會使其停飛一段時間，並威脅到今年晚些時候計劃部署到紐西蘭的計劃。國會將決定總統的預算請求的命運，包括是否終止天文臺。管理美國-德國關於 SOFIA 合作的協議將於年底到期，需要續簽。
“我們被迫坐下來，弄清楚我們現在的位置——特別是我們的科學在哪裡，”SOFIA 科學團隊的德國首席代表伯恩哈德·舒爾茨說。“我完全相信這是一個非常適合並且值得做的專案。但有時，您需要這些審查工作才能得出這個結論。”
本文經許可轉載，並於 2020 年 4 月 10 日首次發表。