L’observatoire à rayons X Chandra de la NASA devrait subir des coupes budgétaires après 25 ans

L’observatoire de rayons X Chandra, l’un des quatre grands télescopes spatiaux lancés par la NASA dans les années 1990, a révolutionné notre compréhension de l’univers dès le moment où il a commencé à enregistrer des rayons X – l’énergie émise par des objets extrêmement chauds, comme la matière tourbillonnant dans le noir. des trous. Aujourd’hui âgé de 25 ans, les scientifiques impliqués dans le télescope pensent qu’il peut durer encore une décennie.

Mais le budget du président pour l’année prochaine a réduit de près d’un milliard de dollars la demande de financement de la NASA, soit une réduction d’environ 12 %. L’agence spatiale n’a ensuite alloué qu’une fraction de ce qui est nécessaire pour faire fonctionner Chandra chaque année, prévoyant 41 millions de dollars pour l’année à venir et 25 millions de dollars pour l’année suivante. Elle a besoin d’environ 70 millions de dollars par an pour ses opérations normales. Ce manque à gagner entraînerait la fermeture du télescope et laisserait le projet à la dérive, sans même pouvoir le terminer correctement, disent les astronomes.

“Il s’agit d’un environnement budgétaire difficile, et cela signifie que nous devons prendre des décisions difficiles”, a déclaré Mark Clampin, directeur de la division d’astrophysique au siège de la NASA, dans un e-mail à USA TODAY. “La NASA doit équilibrer les investissements dans les missions futures et certaines de nos missions plus importantes dans le cadre d’opérations scientifiques étendues.”

Sur les quatre grands télescopes lancés par la NASA dans les années 90, deux sont devenus obsolètes. L’un d’entre eux, le Hubble, avait besoin de lunettes, mais il se porte bien depuis. L’agence organisera ce printemps un examen pour Hubble et Chandra afin de réduire le « coût des opérations scientifiques pour les deux observatoires » avant de déterminer comment procéder, a écrit Clampin.

L’astronome David Pooley, dont les recherches dépendent du Chandra, n’est pas d’accord avec l’idée selon laquelle le télescope a perdu son utilité. Il a comparé la logique de la NASA au fait de décider de ne pas envoyer votre enfant à l’université parce que vous n’avez pas l’argent nécessaire pour acheter un billet d’avion.

La perte de Chandra, a déclaré Pooley, professeur de physique et d’astronomie à l’Université Trinity de San Antonio, au Texas, “va être désastreuse pour l’astronomie des rayons X”.

Chandra a offert de nombreuses idées, notamment sur la façon dont les trous noirs supermassifs peuvent coexister dans la même galaxie, ce que soutient la théorie de la relativité générale d’Einstein, de sorte que l’espace-temps est un continuum, et la première preuve directe que la majeure partie de la matière dans l’univers est « sombre » ‒ invisible mais qui exerce toujours une attraction gravitationnelle sur les galaxies et les gaz.

L’astronomie aux rayons X utilise le même type de lumière pour explorer le cosmos que les médecins utilisent pour observer l’intérieur du corps.

“Le ciel radiologique est incroyablement dynamique”, a déclaré Pooley. Contrairement au ciel que nous voyons, qui se ressemble nuit après nuit, « le ciel aux rayons X est tout simplement violent, variable et excitant ».

Cela signifie que ce n’est pas prévisible, a-t-il déclaré.

Il a déclaré que l’un des avantages de Chandra est qu’il a été capable de se rediriger vers des événements passionnants au fur et à mesure qu’ils apparaissent, comme une explosion d’un système d’étoiles binaires à trou noir, permettant aux scientifiques de voir le dynamisme en action et de comprendre ce qui se passe.

“Une grande partie de la science dépend de la capacité à examiner une Source lorsqu’elle fait quelque chose d’intéressant”, a déclaré Pooley, soulignant que réduire le budget, même la première année, éliminerait la flexibilité nécessaire pour le faire.

Le prochain télescope à rayons X ne sera pas prêt à être lancé avant 2032, selon le calendrier actuel de la NASA. Et s’il y a un écart d’ici là, il n’y aura plus personne avec une expertise en astronomie aux rayons X, a déclaré Pooley.

Si la mission est interrompue maintenant, environ 50 astronomes perdront leur emploi cette année, mais plus important encore, les étudiants arrêteront de se former dans le domaine de l’astronomie des rayons X parce qu’ils savent qu’ils n’auront pas de télescope à utiliser pendant au moins une période. décennie.

“C’est la crise existentielle à laquelle nous sommes confrontés”, a déclaré Pooley. Pour avoir un domaine dynamique de l’astronomie des rayons X, il faut à la fois une mission et des astronomes, a-t-il déclaré, et avec ces coupes budgétaires, « il n’y aura tout simplement plus de gens capables de le faire ».

Vieillissement spatial

Lorsque la NASA conçoit des missions, elle considère comme un succès tout ce qui dure plus de cinq ans.

Le premier de ses quatre grands observatoires était Hubble, lancé en 1990, capable de percevoir dans les régions ultraviolette, visible et proche infrarouge du spectre des ondes d’énergie électromagnétique. Les astronomes se sont rapidement rendu compte que son miroir principal avait été poli pour lui donner une forme incorrecte. Heureusement, son orbite était suffisamment proche de la Terre pour qu’elle puisse être entretenue par les astronautes de la navette spatiale et, en 1993, ils ont ajouté un dispositif correcteur externe pour éclaircir sa vision.

Le deuxième était le Compton Gamma-Ray Observatory, axé sur les domaines gamma et X du spectre, qui a duré de 1991 à 1999. Le télescope spatial Spitzer a été lancé en 2003 et était dédié à l’astronomie infrarouge. Il a été désactivé en 2020 après avoir manqué de liquide de refroidissement et finalement perdu la capacité de communiquer avec la Terre.

Le Chandra a été lancé à bord de la navette spatiale Columbia le 23 juillet 1999 – il fêtera ses 25 ans cet été.

Comme l’a noté Clampin de la NASA, “Chandra a été conçu à l’origine pour une mission de cinq ans et est maintenant opérationnel depuis près de 25 ans”.

« L’espace est un environnement hostile qui finit par limiter la durée de vie des missions », a-t-il déclaré. Un examen réalisé en 2022 a recommandé de le maintenir jusqu’en 2025, mais a noté que cela devenait plus complexe à mesure qu’il vieillissait, compte tenu des difficultés de gestion des températures de l’espace.

Hubble, probablement en raison de ses premiers problèmes, a son propre poste budgétaire dans le budget fédéral, en dehors de celui de la NASA et n’est apparemment pas visé par des coupes budgétaires pour le moment.

Le personnel de Chandra ne peut pas parler publiquement du télescope. En tant qu’employés fédéraux, tout commentaire qu’ils font pourrait être considéré comme du lobbying, ce qui serait illégal.

Le mois dernier, plus de 700 astronomes du monde entier, dont le lauréat du prix Nobel Rainer Weiss, ont signé une lettre défendant le télescope et Pooley a déclaré que ce domaine continuait à avoir besoin de ce qu’il a à offrir.

“Je suis fortement en désaccord avec l’idée selon laquelle Chandra est une vieille nouvelle”, a déclaré Pooley. “C’est notre produit phare et il est toujours à la pointe de la technologie.”

Recherche collaborative

Le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA, déployé début 2022, a été conçu pour fonctionner de concert avec le Chandra. Les télescopes spatiaux des États-Unis et d’autres pays travaillent ensemble pour créer une image combinée de l’univers.

Ensemble, Webb et Chandra ont localisé des trous noirs massifs extrêmement éloignés, a déclaré Pooley, ce qui est « un résultat fondamentalement passionnant qui amène de nombreux astronomes à se gratter la tête et à se rendre compte que nous avons beaucoup de travail à faire pour comprendre notre univers primitif. .»

Dans ses propres recherches, a déclaré Pooley, il utilise des télescopes optiques depuis le sol et l’espace le Chandra pour comprendre les quasars – des trous noirs supermassifs extrêmement brillants dans l’univers lointain – et la matière noire, dont la présence est déterminée par sa gravité plutôt que par sa gravité. la lumière qu’il émet.

“Si nous pouvons comprendre la distribution de la matière noire, cela peut aider à éclairer les idées sur sa composition”, a-t-il déclaré.

“Ce sont toutes ces informations étonnantes et elles sont absolument liées à quelque chose d’aussi puissant que Chandra, avec ce genre de résolution”, a déclaré Pooley. “Il est impossible de procéder autrement.”

Clampin de la NASA a déclaré que d’autres télescopes actuels et prévus compenseraient la perte de Chandra.

Mais des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology, dont certains ont été impliqués dans Chandra et d’autres non, ont écrit une déclaration commune affirmant qu’il faudra des décennies avant qu’un autre télescope ait la résolution et la capacité de rayons X de Chandra.

“Un observatoire polyvalent et polyvalent comme Chandra, qui complète d’autres instruments dotés de capacités qu’aucun autre télescope à rayons X ne peut égaler, continuera à faire des découvertes importantes”, a déclaré le chercheur Hans Moritz Guenther.

“La communauté astronomique n’est certainement pas à court d’idées pour utiliser (Chandra)”, a ajouté la chercheuse Catherine Grant.

Ce que Chandra a montré jusqu’à présent

Avant que Chandra ne soit allumé, les astronomes savaient qu’il y avait un « bourdonnement » de rayons X dans l’univers, mais ils ne savaient pas pourquoi. Dès ses premières images renvoyées depuis l’orbite externe il y a 25 ans, ils ont pu constater que les rayons provenaient de points spécifiques du ciel, identifiés comme des trous noirs.

« La matière noire a tendance à rassembler l’Univers, et l’énergie noire a tendance à le diviser. ChandraL’immense pouvoir du télescope a permis des percées d’observation critiques pour faire progresser notre compréhension théorique de cette lutte cosmique », selon un site Web créé pour la défense du télescope, SaveChandra.org.

C’est Chandra qui a confirmé la date à laquelle les premières ondes gravitationnelles ont été capturées par le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ou LIGO, un événement qui a conduit à un prix Nobel et a confirmé une fois pour toutes les théories d’Einstein.

Cet événement de 2017 a marqué la première fois que les astronomes disposaient de toutes les informations nécessaires pour confirmer les prédictions sur la fusion d’étoiles à neutrons et la production d’ondes gravitationnelles suivies de signaux sous forme de rayons gamma, de rayons X, de lumière optique et infrarouge.

“C’est un gros problème car il s’agit d’un tout nouveau niveau de connaissance”, a déclaré à l’époque l’astronome Daryl Haggard. “Cette découverte nous permet de relier cette Source d’ondes gravitationnelles à tout le reste de l’astrophysique, des étoiles, des galaxies, des explosions, des trous noirs massifs en croissance et bien sûr des fusions d’étoiles à neutrons.”

Il y a plusieurs décennies, l’astronome Carl Sagan a captivé l’imagination du public en décrivant l’univers – y compris la Terre et ses habitants – comme étant constitué de poussière d’étoiles.

Avec Chandra, a déclaré Pooley, il peut montrer à ses étudiants les éléments chimiques essentiels à la vie, car ils sont littéralement expulsés des étoiles qui explosent et se propagent dans l’espace et le temps.

« Les étudiants sont simplement assis là, la bouche ouverte », a-t-il déclaré. « Ce n’est pas seulement une idée abstraite. Ils voient cela se produire sous leurs yeux.

Karen Weintraub peut être contactée au [email protected].