Praca nad tego rodzaju projektem, a zwłaszcza publikacja ważnych wyników, daje ogromną satysfakcję - mówi doktor Maciej Wielgus, matematyk pracujący w Event Horizon Telescope, zespole, który 10 kwietnia pokazał pierwsze zdjęcie czarnej dziury. - Podczas prezentacji wyników czułam autentyczne wzruszenie - przyznaje astrofizyczka doktor Monika Mościbrodzka, również należąca do projektu. Polscy naukowcy opowiedzieli tvn24.pl o swojej pracy nad przełomowym dokonaniem w astrofizyce.
Zespół naukowców z Event Horizon Telescope zaprezentował 10 kwietnia pierwsze zdjęcie czarnej dziury.
Ta jedna fotografia obiektu znajdującego się w centrum galaktyki Messier 87, ponad 50 mln lat świetlnych od Ziemi, o masie 6,5 mld razy większej od masy Słońca jest efektem kilku lat pracy ponad 200 badaczy. W międzynarodowym zespole specjalistów pracowało dwoje Polaków: dr Monika Mościbrodzka i dr Maciej Wielgus.
Monika Mościbrodzka i Maciej Wielgus w zespole EHT
Monika Mościbrodzka jest astrofizykiem. Pracuje na holenderskim Uniwersytecie im. Radbouda w Nijmegen. W projekcie Event Horizon Telescope (EHT) uczestniczy od początku. - Dołączyłam do EHT jako członek zespołu finansowanego przez Europejską Radę do spraw Badań Naukowych - mówi w rozmowie z tvn24.pl dr Mościbrodzka. - Zajmuję się astrofizyką teoretyczną i numerycznymi modelami czarnych dziur, które są potrzebne do interpretacji obserwacji z EHT - opisuje swoją pracę w projekcie badaczka.
Dr Maciej Wielgus natomiast dołączył do projektu w maju 2017 roku, rozpoczynając staż postdoktorski w Black Hole Initiative (centrum badań nad czarnymi dziurami - red.) na Uniwersytecie Harvarda. - Przed dołączeniem do EHT zajmowałem się interferometrią w ramach doktoratu w Instytucie Mikromechaniki i Fotoniki Politechniki Warszawskiej i teorią względności w ramach współpracy z Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie. To połączenie zdecydowało, że zostałem zaproszony do pracy w EHT.
Wielgus był w projekcie odpowiedzialny za analizę statystyczną i weryfikację danych. - Miałem też duży udział w projektowaniu algorytmów przetwarzania i redukcji danych - opowiada naukowiec.
Odpowiadał więc za ten sam obszar, przy którym pracowała dr Katie Bouman. Zdjęcie informatyczki, obserwującej, jak powstaje pierwsze zdjęcie czarnej dziury, obiegło w czwartek media społecznościowe na całym świecie. Drugim naukowcem widocznym na tym zdjęciu jest właśnie dr Maciej Wielgus.
Cień czarnej dziury
Przełomowe zdjęcie przedstawia właściwie - jak mówi dr Wielgus - cień czarnej dziury "na tle otaczającego ją gorącego, zjonizowanego gazu". Sama czarna dziura, wyjaśnia naukowiec, to obszar czasoprzestrzeni w którym grawitacja (czyli krzywizna czasoprzestrzeni) jest tak duża, że nic, nawet światło, nie może go opuścić. - Wszystkie obiekty, które przekroczą granice tego obszaru, czyli horyzont zdarzeń, muszą skończyć w osobliwości - centralnej części czarnej dziury - mówi Maciej Wielgus. - Zdjęcie cienia czarnej dziury ma fundamentalne znaczenie dla astrofizyki i fizyki - twierdzi dr Mościbrodzka. - Widzimy i badamy coś, co do tej pory było znane tylko w teorii. Dane pozwalają nam teraz te teorie dokładnie przetestować i nauczyć się czegoś o samej grawitacji lub o egzotycznych procesach zachodzących w silnym polu grawitacyjnym - wyjaśnia znaczenie dokonania zespołu EHT astrofizyczka. Doktor Wielgus dodaje, że jest to najlepszy do tej pory dowód na to, że w jądrach galaktyk znajdują się supermasywne czarne dziury i że "to one są centralnymi silnikami galaktyk, których otoczenie emituje ogromne ilości promieniowania". - Zdjęcie - albo raczej obraz, bo to nie fotografia, a rekonstrukcja obrazu z radiointerferencyjnych danych (zebranych przez teleskopy - red.) - to kulminacja wielu dekad wysiłków astrofizyków - podkreśla Wielgus. - 40 lat temu wydawało się to zupełnie niemożliwe, 20 lat temu zaczęliśmy snuć teoretyczne wizje "globalnego teleskopu", a dopiero w ostatnich kilku latach pojawiły się technologie potrzebne, by tego rzeczywiście dokonać.
Praca zespołowa
Doktor Mościbrodzka opowiada, jak wygląda praca w zespole EHT - ogromnym, skupiającym specjalistów z wielu dziedzin i pracujących na całym świecie. - Projekt jest podzielony na różne zadania i podzespoły. Spotkania mają formę telekonferencji lub normalnych spotkań mniejszych grup. Co jakiś czas mamy także zjazdy całego zespołu w jednym miejscu na Ziemi. - Jestem bardzo dumny z ogromnej pracy wykonanej przez ekipę EHT - dodaje dr Wielgus. - Zwłaszcza zaś z mojego zespołu odpowiedzialnego za kalibracje i walidacje tych bardzo skomplikowanych danych, wspaniałej grupy młodych naukowców z Harvarda, Smithsonian Observatory, Radboud University, MIT i Uniwersytetu w Arizonie. - Praca nad tego rodzaju projektem, a zwłaszcza publikacja ważnych wyników, daje ogromną satysfakcję - podkreśla Maciej Wielgus i wspomina moment, kiedy badania dały pierwsze efekty. - Długo przed rekonstrukcją obrazu, sama analiza danych dała silną sugestię, że zarejestrowaliśmy obraz o geometrii pierścienia. Kiedy zdałem sobie z tego sprawę po raz pierwszy, miałem poczucie doniosłości chwili - przyznaje naukowiec. Dr Mościbrodzka była jedną z osób, które 10 kwietnia zaprezentowały, na konferencji w Brukseli, osiągnięcie zespołu EHT. - Podczas prezentacji wyników czułam autentyczne wzruszenie - przyznaje astrofizyczka. - Czuję się zaszczycona tym, że mogłam opowiedzieć w imieniu zespołu o naszych wynikach. To jednak rezultat wielu lat badań wielu osób - podkreśla badaczka. - No i poczułam też dużą ulgę - przyznaje.
"Czy przejdziemy do historii astrofizyki?"
- Ten obraz czarnej dziury mieliśmy w głowach przez ponad pół roku i nie mogliśmy o nim z nikim z zewnątrz rozmawiać - mówi dr Mościbrodzka. - To, że możemy swobodnie o tym mówić jest niesamowite. A czy przejdziemy do historii astrofizyki? Do tej pory o tym nie myślałam, ale to całkiem możliwe - twierdzi badaczka.
Naukowcy podkreślają jednak, że to nie koniec pracy zespołu. - 10 kwietnia opublikowaliśmy dopiero pierwsze rezultaty - zauważa dr Mościbrodzka. - Kolejnym źródłem do zobrazowania jest Sgr A*, czarna dziura w samym sercu naszej własnej galaktyki. Niestety nie mogę udzielić na ten temat więcej informacji - mówi. - Pracujemy nad dalszym rozwojem Teleskopu Horyzontu Zdarzeń - dodaje dr Wielgus. - Myślimy o kolejnych teleskopach (na przykład w Namibii i Kalifornii) i o radioteleskopie w kosmosie, ale to bardziej skala 5-10 lat - zaznacza naukowiec i komentuje plany dotyczące pracy nad zobrazowaniem Sgr A*. - Chociaż to źródło jest trudniejsze w analizie, rezultaty mogą okazać się jeszcze ciekawsze - twierdzi Wielgus.
Autor: Joanna Górnikowska//mro / Źródło: tvn24.pl, tvnmeteo.pl