Nasze oczy na wszechświat widzą więcej niż ludzie. Tak działają współczesne teleskopy
Co i rusz słychać o wynikach obserwacji astronomicznych: poznajemy coraz to nowe planety poza Układem Słonecznym, oglądamy zdjęcia niesamowicie pięknych mgławic, zdarzyło nam się nawet spojrzeć na bezpośrednie otoczenie czarnej dziury. Astronomiczne obserwacje przeszły naprawdę dość długą drogę od czasu, gdy astronom brał nocą lunetę i zdążał do ogrodu, aby spoglądać na gwiazdy.
Nie oznacza to oczywiście, że teleskopy poszły w odstawkę. Wręcz przeciwnie: są większe, lepsze i bardziej wszechstronne niż kiedykolwiek. Pozwalają zobaczyć rzeczy niewidzialne ludzkim okiem, a danych dostarczają tylu i tak różnorodnych, że nie sposób od pomocy komputera w ich obróbce uciec.
Astronom z zacięciem programistycznym
Przy tym moja rozmówczyni zatrzymuje się trochę dłużej: dobry astronom musi bowiem być równocześnie całkiem niezłym programistą. Nie chodzi bowiem tylko o ustawienie teleskopu tak, żeby działał jak chcemy.
Zanim otrzymane w ten sposób dane będą się do czegokolwiek nadawać, muszą bowiem być poprawione: trzeba usunąć wpływ zjawisk atmosferycznych czy błędów związanych z działaniem danego teleskopu (niezależnie bowiem od tego, jak daleko posunęliśmy, się w tzw. kalibracji danych te dalej muszą być brane pod uwagę – stąd między innymi długie miesiące oczekiwania na oficjalny wynik obserwacji).
– Niezmiernie istotne w astronomii jest właśnie zaprogramowanie tego procesu redukcji danych. Sami astronomowie również muszą w związku z tym mieć spore zaplecze programistyczne – opowiada dr Ratajczak.
Wyjątkowo malowniczo przedstawiają się obserwatoria astronomiczne umieszczone na szczycie wulkanu Mauna Kea na Hawajach.•Fot. 123rf.com
Współczesne obserwacje astronomiczne również mocno różnią się od tych sprzed wieków: dzisiaj możemy przyglądać się kosmosowi na sposoby, o których filozofom się nie śniło. Jeśli bowiem tylko możemy skonstruować teleskop wyposażony w odpowiedni instrument, to otworem stoi przed nami każdy typ promieniowania elektromagnetycznego: od mikrofal, przez podczerwień, po promieniowanie rentgenowskie czy gamma. Znacznie szersze spektrum niż kiedy mogliśmy polegać jedynie na tym, co trafia do naszych oczu, prawda?
A jednak, obserwacje prowadzone w świetle widzialnym wciąż pozostają bardzo ważne. Z całego tego bogactwa przez ziemską atmosferę dają radę przebić się jedynie dwa typy promieniowanie: fale radiowe oraz właśnie fale widzialne. I takie właśnie dwa typy teleskopów znajdziemy na powierzchni Ziemi. Niewielkie jest jednak prawdopodobieństwo, że natkniemy się na jakieś naprawdę ważne obserwatorium na jednym ze swoich spacerów podczas wakacji na wsi.
– Idealne miejsce do obserwacji musi spełniać kilka podstawowych warunków: chcemy być daleko od świateł miasta, w miejscu z bardzo dobrą pogodą, a do tego w dodatku jak najwyżej w górach, gdzie atmosfera jest rzadsza – wylicza moja rozmówczyni.
Większość głównych obserwatoriów znajduje się do tego daleko od nas, na południowej półkuli. – Z półkuli południowej widać po prostu bardzo dużo ciekawych obiektów: centrum naszej galaktyki, Obłoki Magellana... – tłumaczy dr Ratajczak. Nie inaczej jest w przypadku projektu OGLE, przy którym pracuje na Uniwersytecie Warszawskim: korzysta on z teleskopu w Las Campanas Observatory w Chile.
Obserwacje z kosmosu
A co w takim razie jeżeli jednak mamy ochotę wykorzystać jedną z dodatkowych opcji obserwacji? Cóż, w tym wypadku nie pozostaje nam nic tym innego – tylko udać się w kosmos.
Najsłynniejszy przykład to oczywiście teleskop Hubble'a, który od prawie 30 lat jest jednym z najważniejszych instrumentów używanych w astronomii. Rzecz jasna, teleskopy kosmiczne mają swoje ograniczenia: są generalnie raczej mniejsze od swoich ziemskich odpowiedników, są też znacznie droższe i obarczone bardzo dużym ryzykiem. Jeśli bowiem się zepsują, misja serwisowa – o ile w ogóle jest możliwa – zajmie dużo czasu, no i dodatkowych środków.
To jednak nikogo na dłuższą metę nie powstrzymuje: w tym momencie astronomiczna społeczność z zapartym tchem czeka na następcę Hubble'a, czyli Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba – ma on być "prawdziwym manifestem kosmicznej technologii", jak stwierdza moja rozmówczyni. I widać, że bardzo ją ten temat ekscytuje.
Nawet z punktu widzenia kompletnego laika, teleskop Hubble'a podarował nam wiele niezapomnianych widoków. Już niedługo w kosmos poleci jego następna, Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba.•Fot. ESA/Hubble & NASA, W. Li et al.
Jak zobaczyliśmy niewidzialne
Nie ma jednak szans na to, żebyśmy w przewidywalnej przyszłości mieli teleskopy naziemne porzucić na rzecz kosmicznych. I nawet nie chodzi tutaj o (nomen omen) kosmiczne koszty. Jeden z największych na świecie radioteleskopów to tak naprawdę kilkadziesiąt skoordynowanych ze sobą pojedynczych anten – aktualnie nie możemy przeprowadzić w przestrzeni kosmicznej, nie mamy tam bowiem tylu anten.
A to właśnie koordynacja wielu pojedynczych teleskopów sprawiła, że w 2019 roku byliśmy w stanie podziwiać zdjęcie czarnej dziury. Aby zajrzeć do samego środka innej galaktyki potrzebny był nam teleskop o niespotykanej rozdzielczości: takiej, za sprawą której moglibyśmy z Europy przeczytać tekst na telefonie w Nowym Jorku.
W przypadku Event Horizon Telescope swoje siły połączyło więc kilkanaście radioteleskopów rozmieszczonych na całej Ziemi: wspólnie stworzyły one jeden teleskop o średnicy niemal całej kuli ziemskiej.
– Istnieją takie projekty, których po prostu nie jesteśmy w stanie zrobić własnymi siłami. Wykonanie tego zdjęcia bardzo dobrze pokazuje, jak istotna jest międzynarodowa współpraca, i to pomiędzy różnymi teleskopami – podkreśla dr Ratajczak.