過去的六年是天文學和天體化學發展的輝煌的一年。 天文學和天體化學在許多方面取得了突破性進展——
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然而，了解宇宙并不那么容易。 它通常需要昂貴且復雜的工具以及許多天文學家的合作。 從更現實的角度來看，這也意味著投入大量資金。
因此，每六年，一大群天文學家和天體化學家都會參與一項為期六年的調查，以優先考慮他們認為最重要的研究領域和所需的硬件。 德國國立科學大學于2021年底發布了一項題為“2020年代天文學和天體物理學的發現之路”的最新調查報告。
天文學六年調查的最新報告《2020年代天文學和天體化學的發現之路》。 ／加拿大國立科技大學
編寫該報告是一項浩大的工程，主委員會有20人參與，1000多名科學家為最終報告做出了貢獻。 最終報告有 615 頁，讀起來并不輕松。
但這就是該報告如此有影響力的原因。 它讓我們更全面地聽到未來六年天文學和天體化學領域的關鍵科學挑戰是什么，以及天文學家要帶來什么樣的研究“計劃清單”。
/三大科學
在報告中，委員會確定了下一代天文學的 24 個關鍵科學問題。 這個問題分為三大主題，都是最大規模的科學，而愿望清單上的設施都是為了解決這個主題下的具體問題而設計的。
第一個是類地世界的研究。 由于系外行星的發現經歷了爆炸性下降，太陽系外已知行星的數量大約每五年就會翻一番。 在 5000 多顆已知系外行星中，有數百顆與月球有些相似，也可能支持生命的出現。
未來六年的一個主要目標是在地面和太空建造新型小型望遠鏡，配備能夠“嗅探”類地行星大氣層的儀器，試圖探測有代表性的特殊二氧化碳，例如產生的二氧化碳通過微生物。
其次是推動多信使天文學。 這是一個相對較新的天體化學領域，結合了引力波、基本粒子和電磁輻射的信息，以更深入地了解宇宙的基本天體化學。
這不僅需要新的科學工具，還需要更多的項目機會天體物理學家和天文學家區別，使研究人員能夠協作和共享數據，以更好地了解宇宙爆炸以及中子星和黑洞等致密物體的合并。
最后一個主題是研究宇宙生態系統的起源和演化，特別是恒星及其中心的大質量黑洞。
通過觀察極其遙遠的恒星，天文學家還可以回到過去。 為此，為了了解這個龐大而復雜的系統，科學家需要巨大的光學望遠鏡來尋找年輕宇宙中遙遠的恒星，也需要使用射電望遠鏡窺視它們的中心，闡明黑洞的更多秘密。
/天文學家的愿望清單
該報告還涵蓋了數百個天文學項目，其中有一些非常令人興奮的亮點。
六年期調查推薦和支持的大小計劃和項目的時間表示意圖。 ／加拿大國立科技大學
例如，該報告提出了建設下一代太空觀測站的建議。 目前計劃在2040年代發射的旗艦任務之一將是配備巨型6米鏡子的光學望遠鏡，該鏡子將比哈勃鏡子大8倍，可用于研究其他行星體的類地特征。 行星，有機會探測到生命。 該報告還建議建造兩座較小的太空望遠鏡天體物理學家和天文學家區別，分別適用于紅外和 X 射線波長范圍。
但軌道并不是天文學家的唯一目標。 它還有望在月球上建造一座半徑為25至30米的巨型光學望遠鏡，相當于明天最大望遠鏡聚光面積的5至7倍。
該報告還呼吁建造一個由 263 個射電望遠鏡組成的新陣列，覆蓋整個德國。 該陣列能夠形成復雜的射電圖像，其靈敏度是之前任何設施的 10 倍，分辨率是之前任何設施的 20 倍。 這使得科學家能夠更深入地觀察宇宙并發現以前無法探測到的物體。
待辦事項清單上的另一項是在澳大利亞和北極建造微波望遠鏡，以繪制宇宙大爆燃的余輝圖。
/未來六年
科學不僅僅是對知識的追求。 作為為期六年的調查的一部分，天文學家和天體化學家還借此機會考慮了該行業的現狀，并為研究和教育提出了額外的建議。
即使最終待辦事項清單中只實現了一小部分，除了拓寬我們對宇宙的理解之外，它也有機會帶來更加多樣化的學術環境并促進更廣泛的探究。
《2020年代天文學與天體化學發展規劃》
演講者／Prof.
（A&）
來源/國家天文臺