激烈的竞争将决定詹姆斯韦伯太空望远镜的下一次宇宙观测

激烈的竞争将决定詹姆斯韦伯太空望远镜的下一次宇宙观测

詹姆斯韦伯太空望远镜发射升空已有近一年时间,美国宇航局最强大的远距离旅行者已经让我们对这个迷人的宇宙有了不少新的认识。

詹姆斯·韦伯太空望远镜能够看到比哈勃太空望远镜暗 100 倍的物体,因此成为热门商品;自从科学家最近开始利用它发回的数据以来,人们对这架望远镜的兴奋程度飙升。自 2021 年 12 月 25 日离开地球以来,詹姆斯·韦伯太空望远镜已经报道了有关遥远系外行星的新细节以及有关宇宙早期的见解。随着该望远镜第一年的研究结束,科学家们正在排队等待与詹姆斯·韦伯太空望远镜合作的机会,提出他们的竞标方案来确定该天文台的下一个科学目标。但即使是争取到一点观察时间也说起来容易做起来难。

哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家梅赛德斯·洛佩兹-莫拉莱斯说,确定詹姆斯·韦伯太空望远镜即将到来的科学目标的过程比你想象的要复杂一些。研究项目按研究周期为任务飞船安排,研究周期大约持续 12 个月。然而,选择并不是通过随机抽签或先到先得的方式,比如预订餐桌或图书馆电脑。相反,天文学家通常必须提交详细的研究提案,才能获得 NASA 任务的观察时间。

就詹姆斯·韦伯太空望远镜而言,决定权由詹姆斯·韦伯太空望远镜用户委员会做出,该委员会由 12 名科学家组成,其职责由太空望远镜科学研究所和美国宇航局戈达德太空飞行中心设立。该委员会的工作是确保天文台的运行以“最大化”望远镜科学性能的方式进行。担任委员会主席的洛佩兹-莫拉莱斯表示,虽然来自世界各地的天文学家都有资格提交他们希望望远镜进行的观测案例,但竞争非常激烈,在上一轮研究周期中,只有大约 25%(四分之一的提案)的提案成功入选。

洛佩兹-莫拉莱斯说:“有些年份你会很幸运,有时间,但有些年份你运气不佳,就必须等待。”

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说服 NASA 将望远镜的灵敏仪器转向广阔区域中的全新位置也并非易事。科学家必须准备好发送目标坐标,强调他们希望詹姆斯韦伯太空望远镜何时以及持续多长时间观察该物体,以及建议将使用哪些仪器以及如何收集数据。

亲自经历过这些步骤的洛佩兹-莫拉莱斯说,在经过制定如此详细的路线图的艰苦过程之后,这些提案将经过匿名审查,然后最终被选中并发送给望远镜工程师,以检查这些计划是否可行。

洛佩兹-莫拉莱斯是最近利用 JWST 数据揭示系外行星 WASP-39 b 大气层新细节的团队的一员,WASP-39 b 是一颗土星大小的行星,距离地球约 700 光年。她说,她的团队及其合作者最初获得了大约 270 小时(不到 12 天)的望远镜时间来完成这项研究的所有观测。JWST 目前的科学周期于 2022 年 7 月 10 日开始,将于 2023 年 6 月 30 日结束。JWST 下一个周期的提案截止日期为 2023 年 1 月 27 日,最终将从 2023 年 7 月 1 日持续到 2024 年 6 月 30 日。

尽管申请过程非常激烈,但了解科学家如何获得重型技术也引发了人们对如何向公众发布研究成果的质疑。今年 8 月,白宫科技政策办公室发布了新指南,规定由纳税人资助的研究成果可以立即向公众开放。包括 NASA 在内的所有政府机构都将在 2025 年 12 月 31 日之前实施该政策。

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到目前为止,许多太空任务都有专有研究期,通常为六个月到一年。目前,只有经过正式提案程序并获准使用该仪器科学数据的观察者才能独家访问这些数据。其他有许多目标或物体需要观察的任务,如调查任务 TESS,则根本没有专有期。但一些研究人员指出,未来任务完全取消独家访问期的可能性可能会在科学界内部引发更深层次的问题。

“我认为天文学界有一种观点,认为结果应该立即公布,这样任何人都可以使用,”拉斐特学院物理学助理教授斯蒂芬妮·道格拉斯 (Stephanie T. Douglas) 表示,她没有参与詹姆斯·韦伯太空望远镜项目。但公众并不倾向于进行更深入、更耗时的“科学分析”,而这正是研究人员想要利用这些图像进行的。道格拉斯指出,专有期限可以保护最初被选中获得这些结果的人,并有助于给予他们荣誉。她说,如果立即向公众公布,最初提出分析并收集数据的科学家将不得不在其他研究小组有机会之前赶紧使用它。

JWST 不是玩具,而是工具。

— 哈佛-史密森天体物理中心天体物理学家梅赛德斯·洛佩斯-莫拉莱斯

斯坦福大学观测天文学家兼博士后研究员米娅·德洛斯·雷耶斯 (Mia de los Reyes) 表示,她看到许多同事都在应对这些问题带来的挫败感。例如,她说,率先发表论文的压力往往会加剧天文学界的不平等。

“这并不是说天文学家不希望公众能够获取数据,”德洛斯雷耶斯说。“我认为,天文学家恰恰相反,他们强烈认为开放获取的研究是好的。”

尽管如此,缺乏专有期会激励人们平衡工作与生活,并使来自科学界不常见背景和社区的早期职业科学家处于不利地位。发表论文的压力也可能导致草率的首次结果,因为科学家们急于将复杂的分析转化为易于理解、可操作的结果。

总的来说,德洛斯雷耶斯希望早期职业科学家能够开始思考创造性的方法来解决这些潜在问题,因为谁被分配时间参与詹姆斯韦伯太空望远镜等开创性的太空任务最终将影响到研究的开展。
无论谁将成为詹姆斯·韦伯太空望远镜的下一个领头羊,洛佩兹-莫拉莱斯都表示,这架望远镜不仅仅是科学家的特权,而是真正属于每个人的。“你经常听说这是科学家的玩具,但实际上它不是玩具,而是一种工具,”她说。“它是人类了解我们在宇宙中的位置、我们从哪里来、我们要去哪里的工具。”

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