Polscy naukowcy zadziwiają świat wciąż nowymi odkryciami
Astronomowie z warszawskiej szkoły astrofizyki są autorami wielu osiągnięć. Nasi astrofizycy zdobyli uznanie za fascynujące odkrycia w ramach projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) – eksperymentu mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
Nazwa tego projektu powstała podczas badania zjawiska soczewkowania światła gwiazd przez ciemne obiekty, które znalazły się między gwiazdą a obserwatorem. Następuje wtedy chwilowe pojaśnienie gwiazdy. Zdarza się to niezwykle rzadko. Aby zaobserwować kilka takich zjawisk, trzeba miesiącami śledzić blask milionów gwiazd. Do zespołu OGLE należy odkrycie pierwszych tego rodzaju zjawisk.
Poszukiwanie planet polega na poszukiwaniu pociemnień gwiazd wywołanych przejściem planety przez tarczę gwiazdy. Dziś wiemy, że zjawisko to nie bywa aż tak rzadkie jak soczewkowanie grawitacyjne, ale jest trudniejsze do stwierdzenia, gdyż efekt pociemniania jest bardzo słaby. Z dużej odległości przejście Jowisza przez tarczę Słońca byłoby zaobserwowane jako jednoprocentowe osłabienie jasności.
Wysyp gorących jowiszów
Na czym polega doniosłość odkrycia dokonanego przez zespół OGLE? Przeciętnemu czytelnikowi planety kojarzą się z najbliższymi obiektami w kosmosie, np. z Ziemią lub Jowiszem. Wśród nowo odkrytych planet dużą część stanowią jednak prawdopodobnie gorące jowisze, a więc obiekty, których masy są podobne do Jowisza, ale fizycznie bardzo się od niego różnią. Znajdują się one sto razy bliżej swoich słońc i podlegają znacznie silniejszemu podgrzaniu.
Przed odkryciem dokonanym przez warszawski zespół znano tylko nieco ponad 70 obiektów tego typu. To plon ponad sześciu lat poszukiwań metodą mierzenia zmian prędkości ruchu gwiazd.
Brązowe czy czerwone karły?
Nie wiemy, czy 46 zaćmień zaobserwowanych przez OGLE spowodowały gorące jowisze. Za część mogą odpowiadać brązowe karły, obiekty o zbyt małej masie, aby mogły tam zachodzić reakcje termojądrowe, albo czerwone karły, których masa jest nieco większa od granicznej wynoszącej ok. 9% masy Słońca. Jaka część przypada na poszczególne typy, mają rozstrzygnąć pomiary prędkości, którymi zajęły się już zespoły szwajcarski i amerykański. Skierowały one swoje urządzenia badawcze na gwiazdy wskazane przez OGLE.
W dalszym badaniu tych obiektów może brać udział każdy zainteresowany. Potrzebne są jedynie informacje o współrzędnych gwiazd na niebie, głębokości zaćmienia, czasie jego wystąpienia i okresie powtarzalności. Wiadomości te bez problemu można znaleźć w Internecie, gdzie jest też cała lista odkrytych planet i objaśnienia.
Jawność wyników warszawskiego projektu badawczego chwalą światowe centra astronomii. Każdy, kto zna się na półkuli południowej, może próbować śledzić światło gwiazd, które już wcześniej obserwowali polscy naukowcy w Chile. Niebawem dowiemy się, czy nowe planety, z których każda ma symbol OGLE, to w istocie gorące jowisze czy brązowe karły, jaki jest ich promień i masa. Czy są większe i cięższe, czy też takie same jak nasz poczciwy Jowisz, największy obiekt na nocnym niebie – oczywiście, po Księżycu.
Metoda szybkiego wykrywania
Może dzięki tym badaniom dowiemy się czegoś więcej o mieszkańcach wszechświata. Rodzi się pytanie, jaki procent stanowią te obiekty. Na razie potrafimy zidentyfikować niewiele planet, dlatego poszukiwania w tej dziedzinie stanowią przedmiot zainteresowań współczesnej astronomii.
Wiadomo już, że metoda ta pozwala na taśmowe, a może wręcz masowe odkrycia następnych (w ciągu tylko dwóch miesięcy rozpoznano aż 46 nowych obiektów), ale wciąż jeszcze wiemy o nich zbyt mało, a wyniki obserwacji wymagają weryfikacji i uzupełnienia.
Wielkie znaczenie dokonań zespołu OGLE polega na stworzeniu efektywnej metody szybkiego wykrywania w kosmosie tych obiektów, które ze względu na niski poziom strumieniowania elektromagnetycznego są trudne do bezpośredniego zaobserwowania. Wiąże się to z pierwotnym celem OGLE. Tam też chodziło o znajdowanie „niewidocznej” materii.
Skąd te sukcesy?
Na wielki sukces naukowy Polaków złożyły się nie tylko długotrwałe obserwacje milionów gwiazd Drogi Mlecznej. Warszawski ośrodek astronomów wykreował pierwszą gwiazdę w światowej astronomii, prof. Bohdana Paczyńskiego, dzięki któremu projekt OGLE uzyskał wsparcie w USA. Paczyński sam wymyślił projekt badawczy wymagający nowego podejścia – śledzenia blasku milionów gwiazd i poszukiwania ciężkiej, niewidocznej i nieświecącej materii. Dzięki tej metodzie udało się zlokalizować i odkryć kilkadziesiąt nowych obiektów na Drodze Mlecznej.
Do sukcesu przyczynił się również znakomity astronom, prof. Andrzej Udalski, który wymyślił strategię wykrywania zaćmień. Jest także utalentowanym instrumentalistą, który skonstruował m.in. detektor wykorzystany w obserwacjach.
Ze środków KBN, Fundacji Nauki Polskiej i innych, także zagranicznych, zbudowano komercyjny teleskop w Chile, a więc w warunkach i klimacie sprzyjającym obserwacji. Dołączono zbudowany w Polsce detektor i podjęto cykl badań gwiazd oraz niewidocznych planet o szczególnych cechach. Okazuje się, że okresy obiegu tych planet wokół gwiazd liczy się nie w latach, ale w dniach, a są to planety tak duże jak Jowisz.
Organizacją projektu teleskopu zajął się prof. Marcin Kubiak. Trudno uwierzyć, że udało się zdobyć blisko milion dolarów w czasach, gdy wszyscy narzekali na biedę w nauce. Początek lat 90. to wyjątkowy okres dla polskiej nauki. Rozpoczynał wówczas swą aktywność KBN, nie było jeszcze biurokratycznych mechanizmów, a polskie środowisko astronomiczne interesowało się ogromnym przedsięwzięciem. Z pewnością na sukcesie zaważył także autorytet prof. Paczyńskiego.
Tym słynnym już w świecie projektem zarządzają trzej profesorowie: Paczyński, Udalski i Kubiak, główny menadżer i zarazem dyrektor Instytutu Astronomii UW. Uczestnikiem zespołu OGLE był również nieżyjący już Krzysztof Serkowski.
Miała dwóch ojców
Ojcami założycielami warszawskiej szkoły astronomicznej byli profesorowie Włodzimierz Zonn (rocznik 1905) i Stefan Piotrowski (rocznik 1910), który z inicjatywy tego pierwszego przeniósł się w 1950 r. z Krakowa do stolicy. Nauczyli oni swoich następców śledzenia aktualnych odkryć w światowej nauce, interesowania się osiągnięciami w zagranicznych obserwatoriach, analizowania i interpretowania zdobytych tam danych. I Polacy osiągali sukcesy, mimo że nie mieli urządzeń do uprawiania astronomii obserwacyjnej na światowym poziomie ani też odpowiednich warunków atmosferycznych.
– W ośrodku panowała przyjazna atmosfera dla początkujących badaczy – mówi prof. Dziembowski. – Profesorom zależało na naszych sukcesach zawodowych i szybkich awansach. Pomagali w wyjazdach na długie staże do ośrodków astronomicznych w USA po uzyskaniu doktoratu. A przecież w tamtych czasach nawet uzyskanie paszportu stanowiło problem. Była przyjazna atmosfera, ale nie tolerowano zawodowej tandety.
– Gdy w 1963 r. trafiłem do Warszawy – dodaje – sukcesy zawodowe odnosiło już następne pokolenie astronomów. Wymienić można nieżyjącego już Krzysztofa Serkowskiego, znakomitego instrumentalistę, który nie mógł realizować swoich oryginalnych projektów urządzeń obserwacyjnych, więc przeniósł się do USA, a także Józefa Smaka, wszechstronnego astronoma, twórcę i pierwszego dyrektora Centrum Astronomicznego PAN. Wkrótce miał zabłysnąć dokonaniami w astrofizyce teoretycznej Bohdan Paczyński, dziś profesor Uniwersytetu w Princeton.
Obecnie w Warszawie działają trzy placówki, w których uprawia się astronomię. Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego, Centrum Astronomiczne PAN i Centrum Badań Kosmicznych. Wszystkie wyrosły ze środowiska pracującego do końca lat 70. w budynku przy Al. Ujazdowskich. W dwóch pierwszych uprawia się szeroki zakres badań astrofizycznych od fizyki gwiazd do kosmologii. W trzeciej, której twórcą i pierwszym dyrektorem był prof. Stanisław Grzędzielski, uczeń prof. Piotrowskiego, tematyka badawcza koncentruje się na Układzie Słonecznym.
Tutaj skupiają się najwybitniejsze osobowości stołecznej astronomii, której impuls do rozwoju nadało dwóch ludzi nauki, profesorowie Zonn i Piotrowski. Po nich pałeczkę przejęło kolejne pokolenie: profesorowie Józef Smak, Stanisław Grzędzielski, Bohdan Paczyński, Kazimierz Stępień, Wojciech Dziembowski i inni. Dziś profesorami zostają ich uczniowie.
Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy