2022年11月8日 星期二

韋伯望遠鏡的另類風暴:觀測數據該全面開放嗎?

耗資百億美元的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(JWST)觀測不到四個月,已經取得驚人的成果,不過這些觀測數據正掀起另一場風暴:觀測資料應該直接開放給所有人使用嗎?


韋伯望遠鏡觀測所得的影像與光譜資料存放在巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所(STScI)檔案中,大部份數據在一年後才會公開免費給所有人使用,這樣的做法是為了保障提出觀測計畫的研究者,讓他們有時間分析這些數據並發表,而不會被其他人搶先。但有些天文學家質疑這種做法,認為由聯邦資助的科學數據應該開放給所有人使用。而NASA為了配合白宮的數據開放政策,很可能會改變現行政策。

加州大學聖克魯茲分校的天文學家 Garth Illingworth 認為將大量韋伯觀測數據鎖起來是不合理的。他在2009年到2017年擔任韋伯望遠鏡科學運作計畫委員會的主席,為STScI提供建議。他和其他支持數據開放政策者認為所謂「專有時間」妨礙了其他天文學家使用最新數據來訂定觀測計劃的機會,降低儀器使用效率,而該儀器花費了數十億美元的公共資金。

但也有反對者認為,開放數據將破壞天文學界的多樣性、公平性和包容性,因為小型機構的科學家比資源豐富研究型大學團隊,需要更多時間來進行資料分析。哈佛大學天文學家 Mercedes Lopez-Morales 表示,取消專有時間可能置某些人於「無法成功」的窘況,他是 JWST 使用者委員會的主席,這個具有相當影響力的委員會最近敦促 NASA 應維持數據專有時間政策,但將專用時間從一年縮短至6個月。

STScI 將調查 12,000 多名天文學家對專有時間的看法。STScI 負責科學部門的副主任 Neill Reid 表示,開放政策有利有弊,學界感受各有不同,但沒有一個能滿足所有人的方案。

長期以來,天文學界一直是開放資料的先驅。通常自動巡天望遠鏡的數據會直接進入開放檔案,但一般望遠鏡仍保有專有時間的傳統,讓提出觀測計畫的天文學家可以獨享數據甚至長達18個月。

在韋伯望遠鏡發射前的韋伯諮詢委員會上,曾針對專有時間僅6個月進行了激烈的討論,結論是如果再拉長的話,第一年內所收集到的觀測數據,即所謂第一周期,將無法用於第二周期,甚至第三周期的觀測規劃參考,這對於一個當時預計只持續五年的任務來說,是完全不可行的。

近年來,NASA 已將哈伯太空望遠鏡和 Chanda X-ray 太空望遠鏡的專有時間減少至6個月,但韋伯望遠鏡的資料專有時間仍維持一年,部份原因是在與製作儀器的學術團隊以及參與合作的歐洲、加拿大等太空機構簽訂的協議中已明訂為12個月,不過協議也同意在望遠鏡運行後檢討減少專有時間。

然而,韋伯望遠鏡的規劃者們採納了委員會的建議,在第一周期的前5個月裡開放500個小時的觀測數據,這些觀測涵蓋韋伯望遠鏡所有關鍵科學領域、各項儀器及觀測模式,佔第一周期總觀測時間的5%,這些數據立即開放,讓科學家可用以規劃第二周期的觀測計畫。

韋伯望遠鏡的順利部署也稍微緩和了對於公開數據的爭論,因為它修正軌道所耗費的燃料比預期少,所以將有多餘的燃料可延長望遠鏡壽命,增加觀測時數。

但專有時間的問題仍困擾著許多天文學家。11月15日,STScI 將徵集第二周期的觀測計畫,並於 2023年7月開始觀測。儘管有先前已公開的數據資料(ERS)可參考,但大部分第一周期的觀測數據仍被鎖定,有些要到 2024 年下半年才會釋出。另一方面,NASA 也面臨來自白宮的壓力。8月25日,白宮的科技政策辦公室命令各部門和機構必須在 2026 年之前,將所有聯邦資助的研究成果免費即時開放。

歐洲太空局(ESA) 天文學家 Mark McCaughrean 則認為,一年的專用時間制度應該繼續,因為它有助於公平競爭。小型大學的天文學家往往還得承擔沉重的教學和其他工作,如果他們的韋伯觀測數據被直接公開發佈,那麼在他們能完成數據分析前可能已經被大型、資源豐富的研究機構團隊搶先發表。對於歐洲的天文學家來說更加棘手,因為他們不能像美國天文學家那樣獲得博士後和使用太空望遠鏡的經費,而扼殺處於不利地位群體的機會,將會降低科學研究的多樣性。

Illingworth 認為可以在觀測計畫表格中留出專有時間的選項,讓研究人員申請並解釋他們的需要。亞利桑納大學的 Marcia Rieke 是韋伯近紅外相機的主要研究人員,她則支持給每個申請者都保留專有時間,但希望不需要的人能主動放棄,或至少在發表成果時公開他們的數據,因為設立專有時間的目的就是「鼓勵大家做好數據分析工作」。

Lopez-Morales 相信,如果減少專有時間,可能與 NASA 在解決小型研究群體問題的努力上相衝突,但卻能夠讓申請觀測計畫失敗的研究團隊(佔申請總數的75%)仍然有機會可以使用數據進行研究。

NASA 負責研究事務的副局長 Michael New 表示,即使科學家們支持6個月專有時間的方案,也只會是在完全取消專有時間前的過度做法,NASA 將為那些處於不利地位的研究人員提供支持,但不會靠保留專有時間來解決這個問題。NASA 已經在研擬授權即時開放數據以符合白宮政策。

doi: 10.1126/science.adf6204

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