Największy kosmiczny eksperyment świata. A Polska mówi: „wchodzimy w to”

Polska przyłączyła się do projektu SKA Observatory, największego projektu astronomicznego naszych czasów. Nasi naukowcy będą szukać odpowiedzi na najbardziej fundamentalne pytania.

W Obserwatorium Astronomicznym w Piwnicach pod Toruniem właśnie podpisano umowę o powołaniu Polskiego Konsorcjum projektu SKA Observatory. Koordynatorem został Uniwersytet Mikołaja Kopernika, a w skład konsorcjum weszło sześć uczelni i dwa instytuty badawcze.

To milowy krok na drodze do udziału Polski w największym międzynarodowym przedsięwzięciu astronomicznym naszych czasów. Projekcie, który ma odpowiedzieć na pytania o początki Wszechświata, naturę ciemnej materii i istnienie życia poza Ziemią.

SKAO (Square Kilometre Array Observatory) to plan budowy największego na świecie radioteleskopu. I nie jest to tylko marketingowe hasło. Mówimy o infrastrukturze, której łączna powierzchnia zbierająca fale radiowe będzie zbliżona do jednego kilometra kwadratowego. Dla porównania: największy działający dziś radioteleskop na świecie, chiński FAST, ma średnicę 500 m i powierzchnię około 0,2 km2. SKAO będzie więc co najmniej czternaście razy większy.

To gigant, który będzie w stanie przechwycić najdrobniejsze sygnały z kosmosu: od odległych galaktyk, przez czarne dziury, aż po ewentualne ślady technologicznych cywilizacji. Tak, SKA będzie także służył do poszukiwania innych cywilizacji. I Polscy naukowcy wezmą udział w tych poszukiwaniach.

Skąd się wzięliśmy, dokąd zmierzamy?

Celem SKAO jest znalezienie odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące kosmologii i astrofizyki związane z genezą Wszechświata, pochodzeniem ciemnej materii, ciemnej energii i źródłami fal grawitacyjnych. Zajmie się również poszukiwaniem życia we Wszechświecie, badaniami magnetyzmu kosmicznego oraz monitorowaniem tzw. pogody kosmicznej.

Nie ma wątpliwości, iż SKAO jest przedsięwzięciem unikatowym w skali światowej. W tej chwili nie ma w radioastronomii niczego, co można by porównać do SKAO.

Tak ma wyglądać sieć radioteleskopów SKA Low w Australii.

Skalę, złożoność oraz koszty tego przedsięwzięcia można porównać do budowy Wielkiego Zderzacza Hadronów (ang. Large Hadron Collider, LHC), czyli największego akceleratora cząstek elementarnych, jaki został stworzony przez ludzkość. LHC dał odpowiedzi na szereg kluczowych pytań związanych z budową mikroświata, potwierdził istnienie bozonu Higgsa itd.

SKAO powstaje, aby zbadać, czym jest nasz Wszechświat, jak powstał, skąd się wziął i jaki może być jego koniec. SKAO ze swoim ogromnym potencjałem badawczym przez dziesięciolecia będzie jedyną tego typu infrastrukturą. A kolejna powstanie prawdopodobnie już poza Ziemią, na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca lub w przestrzeni kosmicznej, aby uniknąć w ten sposób stale rosnących zakłóceń radiowych – tłumaczy prof. Katarzyński.

Więcej na Spider’s Web:

Posłuchać serca galaktyki

Budowa SKAO jest rozproszona na kilku kontynentach. W Australii powstaje SKA Low, czyli sieć ponad 130 tys. anten szerokopasmowych, które będą zbierać sygnały w zakresie od 50 do 350 MHz.

W Republice Południowej Afryki powstaje SKA Mid, system 197 anten parabolicznych, czułych na częstotliwości od 350 MHz aż do 14 GHz. Ich rozmieszczenie na południowej półkuli nie jest przypadkowe. Obie lokalizacje zostały wytypowane ze względu na niski poziom zakłóceń radiowych, co jest najważniejsze dla precyzyjnych obserwacji.

Tak mają wyglądać anteny radioteleskopu SKA Mid w Republice Południowej Afryki.

Ulokowanie anten SKAO na południowej półkuli jest również podyktowane względami astronomicznymi. Taka lokalizacja umożliwia lepszy wgląd w naszą macierzystą Galaktykę, a zwłaszcza w jej centrum, które jest szczególnie interesujące ze względu na supermasywną czarną dziurę Sagittarius A*, która się tam znajduje – tłumaczy dr hab. Krzysztof Katarzyński, prof. UMK, dyrektor Instytutu Astronomii.

Główna siedziba SKAO znajduje się w Jodrell Bank Observatory w Wielkiej Brytanii, które od lat jest jednym z najważniejszych ośrodków radioastronomicznych w Europie.

To naprawdę wyjątkowy projekt. Radioteleskopy, które budujemy w Australii i RPA, są unikatowe – większe niż wszystkie do tej pory znane. Ilość danych, które te teleskopy otrzymają z kosmosu, a które następnie będą przesyłane, zarządzane i analizowane, jest również bezprecedensowa. Skala projektu jest naprawdę olbrzymia – Thijs Geurts, dyrektor ds. stosunków międzynarodowych SKAO.

Polska nauka to potęga

Co do SKA Observatory mogą wnieść nasi polscy naukowcy i polskie instytucje? Polska posiada bogate tradycje radioastronomiczne sięgające lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. To oznacza, iż astronomowie z Polski rozpoczęli systematyczne obserwacje Wszechświata na falach radiowych mniej więcej w tym samym czasie co reszta Europy i świata.

Uniwersytet Mikołaja Kopernika został koordynatorem Polskiego Konsorcjum projektu SKAO. Umowę podpisano w Piwnicach. Fot. Andrzej Romański

Pierwszy polski radioteleskop zbudowany został w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, gdzie powstało potem jeszcze kilka instrumentów tego typu i gdzie aktualnie prowadzi się intensywne badania radioastronomiczne.

W Obserwatorium UMK postało również kilka radioteleskopów, aktualnie dysponuje ono 32-metrowym radioteleskopem, który stanowi istotny element europejskiej sieci interferometrycznej (European VLBI Network, EVN).

Jest to średniej wielkości instrument, jedyny tej klasy w Europie Środkowo-Wschodniej. W przyszłości EVN będzie mogła prowadzić wspólne projekty badawcze z SKAO. W ten sposób polska infrastruktura będzie mogła być zaangażowana w projekty naukowe SKAO – tłumaczy prof. Katarzyński.

Ustanowienie Polskiego Konsorcjum projektu SKA Observatory to pierwszy krok na drodze do przystąpienia naszego kraju do tego ogromnego międzynarodowego przedsięwzięcia, w którym uczestniczą już: Australia, Kanada, Chiny, Niemcy, Indie, Włochy, Portugalia, RPA, Hiszpania, Szwajcaria, Holandia, Wielka Brytania i Szwecja, a niedługo dołączą też Francja i Korea Południowa.

Początkowo nasze krajowe konsorcjum będzie tworzyło osiem instytucji: Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Uniwersytet Szczeciński, Uniwersytet Zielonogórski oraz – w roli koordynatora projektu – Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.

Nowa era polskiej astronomii

Polska astronomia ma ogromne tradycje – od Mikołaja Kopernika, przez Heweliusza, aż po współczesnych naukowców współpracujących z NASA i Europejską Agencją Kosmiczną. Dołączenie do SKA Observatory może sprawić, iż w najbliższych dekadach nasz kraj znajdzie się w centrum największych odkryć astronomicznych.

Nie tylko naukowych, bo SKA to również nowe technologie, które znajdą zastosowanie w medycynie, telekomunikacji czy sztucznej inteligencji. Tak wielkie projekty zawsze generują innowacje, które przenikają potem do codziennego życia.

Podpisana w Piwnicach umowa to dopiero początek, ale już dziś możemy mówić o wielkim sukcesie polskiej nauki. jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, udział w SKAO będzie jednym z najważniejszych kroków w historii naszej astronomii i kto wie, może to właśnie polscy badacze pomogą znaleźć pierwsze dowody na istnienie życia poza Ziemią.