Odkrywanie egzoplanet za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego – wywiad z Dr Radosławem Poleskim
Cześć, dziś mamy przyjemność przeprowadzić wywiad z dr. hab. Radosławem Poleskim, który znany jest z pracy nad projektem OGLE, czyli badaniu naukowym mającym na celu obserwację i analizę zmian jasności milionów gwiazd w Drodze Mlecznej oraz w pobliskich galaktykach. Profesor Poleski zajmował się analizą tych zebranych danych pod kątem poszukiwań planet pozasłonecznych i nie tylko. Wracając jednak do naszego gościa, chcielibyśmy Pana gorąco powitać. Dr Radosław Poleski: Dzień dobry. Zacznijmy od czegoś łatwego. Czy mógłby Pan Profesor opowiedzieć nam co nieco o sobie? Co Pana interesuje? Czym się Pan obecnie zajmuje? Interesuje mnie wiele różnych działów astronomii, przez długi czas … The post Odkrywanie egzoplanet za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego – wywiad z Dr Radosławem Poleskim first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.
Cześć, dziś mamy przyjemność przeprowadzić wywiad z dr. hab. Radosławem Poleskim, który znany jest z pracy nad projektem OGLE, czyli badaniu naukowym mającym na celu obserwację i analizę zmian jasności milionów gwiazd w Drodze Mlecznej oraz w pobliskich galaktykach. Profesor Poleski zajmował się analizą tych zebranych danych pod kątem poszukiwań planet pozasłonecznych i nie tylko.
Wracając jednak do naszego gościa, chcielibyśmy Pana gorąco powitać.
Dr Radosław Poleski: Dzień dobry.
Zacznijmy od czegoś łatwego. Czy mógłby Pan Profesor opowiedzieć nam co nieco o sobie? Co Pana interesuje? Czym się Pan obecnie zajmuje?
Interesuje mnie wiele różnych działów astronomii, przez długi czas planety pozasłoneczne były tym, co zajmowało mi większość czasu i tutaj w szczególności interesowały mnie planety pozasłoneczne, które są na szerokich orbitach, czyli takich podobnych do Urana i Neptuna, ale także planety swobodne. Dalej ta tematyka mnie interesuje, choć w tej chwili więcej czasu poświęcam układom podwójnym, szczególnie takim, gdzie mamy dwie gwiazdy o małych masach i taki układ jest daleko od nas. Daleko to znaczy 20 000 lat świetlnych powiedzmy. Tego typu odległości. Wcześniej zajmowałem się też gwiazdami zmiennymi, ekstynkcją, astrometrią, także różne tematy się przewinęły w mojej karierze.
Czy mógłby Pan przybliżyć nam bardziej historię projektu OGLE? W jaki sposób i kiedy rozpoczął Pan nad nim pracę?
Historia projektu OGLE zaczęła się w roku 1992. To jest mniej więcej wtedy, kiedy ja uczyłem się literek, czytania, pisania, cyfr też, także dość dawno. Wtedy moi starsi koledzy zaczęli obserwacje na teleskopie, który nosi imię Henrietty Swope i znajduje się w Las Campanas Observatory w Chile. To jest teleskop o średnicy jednego metra i tam zaczęli obserwacje w celu detekcji takich zjawisk, które nazywamy mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Te zjawiska wtedy jeszcze nie były znane. Były podstawy teoretyczne, żeby twierdzić, że będą zobaczone, ale nikt wcześniej takich zjawisk nie widział. Projekt okazał się sukcesem i równolegle koledzy zaczęli bardzo intensywne starania, żeby mieć teleskop, który będzie dedykowany do tego projektu, to znaczy, żeby nie aplikować o czas na jakimś istniejącym teleskopie, tylko żeby powiedzmy, mieć na wyłączność teleskop. W 1997 roku projekt zaczął właśnie działać na nowym teleskopie o średnicy 1,3 metra w tym samym obserwatorium i w ten sposób zaczęła się druga faza projektu OGLE. W roku 2001 zaczęła się trzecia faza projektu OGLE, wtedy zainstalowano większą kamerę na teleskopie. Ja dołączyłem do projektu w roku 2008 jako magistrant Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego i też to jest instytucja, która prowadzi ten projekt od samego początku. W roku 2010 kamera została wymieniona ponownie na większą, teraz mamy taką, która ma pole widzenia 1,4 stopnia kwadratowego, to jest sześć razy więcej niż tarcza księżyca w pełni, więc naprawdę bardzo duży obszar nieba obejmujemy jednym zdjęciem. To jest historia projektu OGLE w dużym skrócie. Pamiętam, że w roku 2012 w czasopiśmie Urania Postępy Astronomii publikowałem artykuł na temat historii tego projektu, także zachęcam do lektury, można znaleźć za darmo w internecie.
Teleskop projektu OGLE.
Na czym polega konkretnie Pańska praca nad projektem?
Na czym konkretnie? Oj, dużo różnych rzeczy robię. Od czasu do czasu obserwuję – jest nas grupa osób, które właśnie latają do Chile i prowadzą obserwacje na teleskopie. W różnym stopniu też bierzemy udział w planowaniu tych obserwacji. W tak długim projekcie staramy się mieć jakąś taktykę obserwacyjną, ale ona podlega zmianom powolnym. Chociażby przez to, że na przykład są obserwacje satelitarne i chcemy w tym samym czasie z Ziemi obserwować te same zjawiska jak najdokładniej. Wtedy się skupiamy na tych polach, które właśnie satelita obserwuje. Także biorę udział w różnych takich konsultacjach dotyczących strategii obserwacyjnej i realizuję też projekty naukowe. Teraz moim głównym zadaniem jest wyszukiwanie zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego spowodowanych przez układy podwójne. Mam też doktorantów, jeden z doktorantów zajmuje się planetami pozasłonecznymi, więc wciąż tą tematyką badawczą się zajmuję. Mam też magistrantów i licencjuszy i z nimi też różne drobne projekty naukowe robię, nawet zdarzyło się, że z pracy magisterskiej potem była publikowana publikacja w takim recenzowanym czasopiśmie typowo naukowym.
Co się dzieje teraz z projektem OGLE?
Projekt OGLE nadal zbiera dane, co znaczy, że co noc ktoś z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego jest w Chile, zbiera kolejne dane. Mamy styczeń, w styczniu obserwujemy Obłoki Magellana. Mały i Wielki Obłok Magellana to są takie galaktyki, które są w pobliżu Drogi Mlecznej. Z południowej półkuli widać je gołym okiem, bardzo ładny widok, polecam, jeśli ktoś ma taką możliwość. Obłoki Magellana to była taka pierwsza koncepcja, która doprowadziła do projektu OGLE. Tu może wrócę do historii, była taka idea, że ciemna materia, której ślady obserwujemy, sygnały, że ciemna materia istnieje, obserwujemy, ale nie wiemy, czym jest i w latach osiemdziesiątych myślano, że ciemną materię budują obiekty o masach podobnych do mas brązowych karłów. Jeśliby tak było, to w kierunku tych Obłoków Magellana byśmy widzieli znaczącą liczbę zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Widzimy ich bardzo mało. Stąd wniosek, że te obiekty nie są głównym składnikiem ciemnej materii. Koledzy fizycy mogą budować duże akceleratory, zderzać cząstki i w ten sposób próbować wyjaśnić czym ciemna materia jest, właśnie dzięki temu między innymi, że takie duże obiekty jak brązowe karły zostały wykluczone przez projekt OGLE. Ponieważ w projekcie OGLE jest kilkanaście osób, no to każda z nich zajmuje się swoją tematyką badawczą. Współpracujemy ze sobą, ale koledzy i koleżanki różne badania prowadzą, także wychodzące poza to co same dane z projektu OGLE nam dają. Może dodam, może to nie było takie oczywiste w projekcie OGLE dość nudną rzecz, znaczy, mierzymy jasności gwiazd. W kółko tych samych gwiazd. Tych gwiazd obserwujemy około dwóch miliardów. Te, które obserwujemy najczęściej, to mamy dla nich ponad dwadzieścia tysięcy pomiarów jasności, także bardzo duże zbiory danych. To jest oddzielny problem jak takie zbiory danych utrzymywać, mieć do nich wygodny dostęp i tak dalej.
Bardzo dziękujemy. Zostawmy na razie jednak temat projektu OGLE i przejdźmy może do innych Pańskich działań. Na czym polega Pańskie oprogramowanie Mullins Model? Kiedy powstał pomysł na jego utworzenie?
Tak. Jestem jednym z dwóch głównych autorów, obok Jennifer Yee z Harvardu, oprogramowania, które nazywa się Mullins Model. To jest pakiet oprogramowania służący do analizy zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Idea powstania tego pakietu sięga 2015, może 2016 roku. Na pewno w 2016 roku zaczęliśmy pisać ten kod, ojej to już prawie 10 lat. Jakoś mi umknęło, że to już tak szybko. Problem jest taki, że analiza zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego jest skomplikowana. Często było tak, że kiedy doktorant przychodził do zespołu i dostawał jakieś pierwsze dane do analizy, to na przykład pół roku zajmowało, zanim doktorant się wdrożył w istniejące oprogramowanie i mógł faktycznie zacząć pracować naukowo. W tym samym czasie, kiedy my zaczynaliśmy, było już pewne praktycznie, że powstanie kolejny duży teleskop NASA. On wtedy nazywał się WFIRST, a teraz nazywa się na cześć imienia Nancy Grace Roman – Roman Space Telescope po angielsku. To jest teleskop rozmiarów teleskopu Hubble’a, ma praktycznie takie samo zwierciadło, ale ma kamerę widzenia, która ma sto razy większe pole widzenia i to jest następna duża misja kosmiczna tworzona przez NASA po Jamesie Webbie. Jest w tej samej klasie satelitów właśnie co James Webb, choć to jest mniejszy teleskop, i z niego wszystkie dane będą publicznie dostępne zaraz po zebraniu. NASA ma tutaj taką otwartą politykę, że każdy powinien być w stanie takie dane przeanalizować. Brakowało takiego oprogramowania, które byłoby właśnie dokładne na takim poziomie naukowym, ale też stosunkowo łatwe w obsłudze i do tego publicznie dostępne. Nie było takiego pakietu, który spełniałby te trzy warunki. Ja i Jennifer Yee byliśmy zaangażowani wtedy w ten projekt WFIRST i uznaliśmy, że to jest moment, kiedy naszą wiedzę przelejemy w kody źródłowe i podzielimy się z resztą społeczności astronomicznej. I rzeczywiście ten pakiet został szybko upubliczniony, jest cały czas rozwijany i używany też przez inne osoby, także ja się z tego cieszę i też przez te lata dużo się nauczyłem o tworzeniu publicznego oprogramowania.
Czy mógłby Pan teraz opowiedzieć o swojej współpracy z NASA i na czym ona polegała i też może, dlaczego Pan nie został w NASA?
Nigdy nie pracowałem w NASA, więc ciężko by mi było tam zostać, więc zacznę od końca. Z NASA współpracowałem na kilku, bym powiedział platformach, czy też poziomach.Więc ten teleskop WFIRST, czy też Roman, o którym przed chwilą mówiłem – mój poprzedni szef był w niego mocno zaangażowany. Przez siedem lat pracowałem w Stanach na Uniwersytecie Stanowym Stanu Ochio. Moim szefem był Scott Goudi i on właśnie był włączony w ten projekt Roman. Stąd ja też różne rzeczy, które robiłem, robiłem tak powoli, żeby przygotowywać ten projekt Roman. Teraz też jestem w grupie naukowców, którzy przygotowują obserwacje tego satelity, więc ja nie przykręcam śrubek, nie mogę dotknąć satelity, chociaż go widziałem, miałem taką przyjemność, ale jestem w grupie, która doradza. Na przykład jak najlepiej prowadzić obserwacje, po to, żeby jak najwięcej planet pozasłonecznych móc odkryć z tych przyszłych danych. Na przykład taki prosty dylemat jest, czy chcemy obserwować więcej pól, czy też mniej pól, ale za to z większą częstością zbierać dane. Ten dylemat nie ma prostego rozwiązania, ale to jest taka rzecz, w którą ja też jestem jakoś włączony. Moja współpraca była też wcześniej, był taki satelita, który nazywał się Kepler. On odkrył większość znanych planet pozasłonecznych. Uległ awarii częściowej i wtedy NASA wymyśliła, że można zrobić Keplera 2, czy też K2 – w skrócie, taką misję. Okazało się w którymś momencie, że można tę misję K2 wykorzystać do obserwacji mikrosoczewkowych. Ja wtedy pracowałem w Stanach, byłem jedną z osób, które znały się na mikrosoczewkowaniu, także byłem też wciągnięty w przygotowanie tej misji. Potem zająłem się analizą tych danych i okazało się, (wszyscy to wiedzieli wcześniej, ale na koniec okazało się to jeszcze dosadniej niż przewidywaliśmy), że analiza tych danych była bardzo trudna. Problem był w tym, że Kepler miał duże piksele. Te piksele zajmowały cztery sekundy na cztery sekundy na niebie. Dla porównania teleskop OGLE ma piksele, które mają rozmiar ćwierć na ćwierć sekundy łuku, czyli naprawdę dużo mniejsze i ten teleskop był skierowany w najgęstsze rejony nieba, czyli centralne zgrubienie galaktyki, tam jest bardzo dużo gwiazd i ciężko mierzyło się jasności tych gwiazd kiedy kilka ich wpadało w jeden piksel dosłownie. Także to był mój wkład w badania NASA. Byłem też na przykład recenzentem wniosków o obserwacje na teleskopach, które NASA posiada, także na różnych etapach współpracowałem z NASA i rzeczywiście nie mam takich bezpośrednich związków jak zatrudnienie.
W takim razie przejdźmy może do najbardziej aktualnych działań Pana Profesora, realizuje Pan grant „Gwiazdowe układy podwójne jako klucz do zrozumienia początkowej funkcji mas w centralnym zgrubieniu galaktyki”, jeżeli nic nie przekręciłam.
Chyba tak, ja przyznam, że nie pamiętam tytułu grantu tak naprawdę.
Czy mógłby Pan, proszę objaśnić, na czym polega?
Oczywiście. Wyszukujemy zjawiska mikrosoczewkowania, które są powodowane przez układy podwójne. Może wyjaśnię czym jest mikrosoczewkowanie: to jest takie zjawisko, którego nie obserwujemy na co dzień w naszym życiu. Ono jest przewidziane przez Ogólną Teorię Względności Einsteina, wtedy kiedy odległe źródło światła świeci, światło biegnie do nas po linii prostej, ale jeżeli przechodzi blisko masywnego obiektu, (masywnego, czyli brązowego karła lub gwiazdy, może czarnej dziury) to jest uginane przez pole grawitacyjne tego obiektu. Przestrzeń jest zakrzywiona i, pomimo że fotonowi wydaje się, że cały czas biegnie do przodu, to ten foton jest uginany. Dzięki temu możemy obserwować pojaśnienie gwiazdy tej świecącej na niebie. Taką gwiazdę nazywamy źródłem. Ten obiekt, który ugina światło, nazywamy soczewką, więc mamy źródło i soczewkę. Wyszukujemy (mówię „wyszukujemy”, bo to nie tylko ja – jest grupa osób, która to robi) zjawiska w których albo źródło, albo soczewka jest podwójna i na tej podstawie chcemy zbudować bazę danych takich obiektów, pomierzyć ich parametry. Jak będziemy mieli parametry wszystkich tych obiektów, to określimy ich statystykę – jak często gwiazdy w dużych odległościach od Ziemi są w układach podwójnych. I to jest informacja, która jest nam potrzebna po to, żeby zmierzyć, jak dużo jest gwiazd o różnych masach w okolicach centrum galaktyki. Także to jest projekt, który ma kilka takich etapów i to jest to czym się teraz głównie zajmuję. Jeszcze może dodam jedno wyjaśnienie, mówiłem o odkrywaniu planet pozasłonecznych tą metodą, takie planety odkrywamy wokół soczewki, czyli tego obiektu, który znajduje się między nami, a źródłem, nie wokół źródła.
Zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
Czy Pańskie obecne badania działają na podobnej zasadzie, co te w przeszłości? Czy pojawiają się te same trudności?
Gdyby pojawiały się tylko te same trudności, czy też problemy badawcze, to nie byłaby nauka, trochę to byłoby rzemiosło już, także niewątpliwie zawsze wyzwania są nowe. Jak wszystko jest dobrze opracowane, to nie mamy do czynienia z nauką, tak ja to postrzegam. Więc rzeczywiście są nowe wyzwania, nowe problemy do rozwiązania, choć korzystam z narzędzi, metod, podejść, które kiedyś wykorzystywałem lub o których przeczytałem. To nie jest tak, że oczywiście znikąd wymyśla się różne rzeczy, czasem tak się zdarza, ale jednak większość tego co robią naukowcy bazuje na tym co już gdzieś widzieli, zrobili i usłyszeli.
Na koniec jeszcze pytanie, przez niektórych kochane, innych znienawidzone, pytanie o przyszłość. Jak widzi Pan swoją w obszarze mikrosoczewkowania grawitacyjnego oraz w poszukiwaniu planet pozasłonecznych? Czy jest Pan nadal zainteresowany prowadzeniem w tym zakresie badań, czy może chciałby się Pan przenieść do jakiś innych działów astronomii?
Przyszłość widzę jasną. Widzę dużo pojaśnień. Dużym pojaśnieniem na pewno będzie teleskop Roman. To jest planowane na koniec przyszłego roku. Wszystko idzie zgodnie z planem, więc jest duża szansa, że niedługo teleskop Roman zacznie zbierać dane i przesyłać je na Ziemię. Mam nadzieję, że ich jakość będzie tak dobra jak planujemy – bardzo dobra. To jest to, co widzę w takiej perspektywie trochę ponad roku, w perspektywie paru lat widzę szansę na to, że teleskop Roman pozwoli nam odkryć pierwsze egzoksiężyce. Do tej pory znamy koło 6000 egzoplanet, ale wokół żadnej z nich nie znamy księżyca, więc mam nadzieję, że odkrywanie egzoksiężyców to będzie coś, co uda się zrobić dzięki teleskopowi Roman. Chciałbym też w tym uczestniczyć.
W takim razie dziękujemy i oczywiście życzymy, żeby wszystko się powiodło i również wyczekujemy wystrzelenia teleskopu. Jeszcze raz dziękujemy za tę możliwość i oczekujemy kolejnych Pańskich badań.
Ja również dziękuję. Do widzenia.
Do widzenia.
Wywiad został przeprowadzony przez Marcelinę Berhel i Danutę Wroniszewską.
Korekta – Zofia Lamęcka
The post Odkrywanie egzoplanet za pomocą mikrosoczewkowania grawitacyjnego – wywiad z Dr Radosławem Poleskim first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.
