Na Boże Narodzenie astronomowie życzą sobie czystego nieba

Mało kto wie, że Polska ma na Pustyni Atakama w Chile, w miejscu, które oferuje najlepsze warunki do obserwacji nieba na Ziemi, swoje własne obserwatorium astronomiczne. O Cerro Murphy, gdzie polscy astronomowie zajmują się pomiarami odległości we Wszechświecie, rozmawiam z prof. Grzegorzem Pietrzyńskim z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika Polskiej Akademii Nauk. Tuż przed świętami Bożego Narodzenia pytam też o wigilijne tradycje w Chile, które jak się okazuje są dla Polaków… nieco rozczarowujące. No, ale tam akurat w tych dniach noce są najkrótsze i nikt pierwszej gwiazdki nie wypatruje.

Dzień dobry, panie profesorze. Dziękuję za to, że znalazł pan chwilę czasu, żeby z nami porozmawiać. I chciałbym zapytać od razu, jak to się stało, że Polska ma w tej mekce astronomów, jaką jest pustynia Atakama w Chile, swoje obserwatorium. I to jeszcze nazywa się ono Cerro Murphy.

Prof. Grzegorz Pietrzyński: Dzień dobry, panie redaktorze. Dzień dobry państwu. Serdecznie dziękuję za zaproszenie. Ta sytuacja jest rzeczywiście bardzo ciekawa, to musiałbym opowiedzieć trzy historie, żeby wyjaśnić, jak to się stało. W pewnym momencie chilijski uniwersytet i Uniwersytet Bochum rozpoczęli projekt budowy obserwatorium, właśnie w tym miejscu. Dzięki ogromnemu wkładowi pracy ze strony ówczesnego dziekana wydziału fizyki, Uniwersidad Católica del Norte, chilijskiego uniwersytetu, prof. Miguela Murphy, to wzgórze nazwano Cerro Murphy. Stąd pochodzi nazwa. Żeby uczcić, uhonorować wkład tej osoby, która do dzisiaj z nami współpracuje. Drugą bardzo ważną postacią jest profesor Rolf Chini z Uniwersytetu w Bochum. I w zasadzie to było jego dziecko. On prowadził tam pionierskie prace, wybudował budynki. Niestety tak się złożyło, że już odchodził na emeryturę. Jego zespół nie był wystarczająco duży, żeby udźwignąć ten projekt, więc te teleskopy, które zainstalowano tam były takie - powiedzmy - półprofesjonalne. W pewnym momencie nasz zespół realizujący badania nad rozszerzaniem się Wszechświata doszedł do wniosku, że potrzebne nam jest dedykowane miejsce do wykonywania obserwacji. Po prostu potrzebowaliśmy bardzo dużo czasu teleskopowego na niekoniecznie największych teleskopach, ale w bardzo dobrym miejscu do obserwacji nieba. No i rozpoczęliśmy współpracę z profesorem Chini i z grupą kolegów z Bochum. Nasz wkład, zarówno naukowy, jak i finansowy był poważny. Otrzymaliśmy dwa bardzo duże granty. Jeden z Ministerstwa Nauki w Polsce na rozwój tego obserwatorium, drugi to był jeden z największych w historii grantów polskiej nauki ERC Synergy około 14 milionów euro, które pozwoliły nam rozbudować, zainstalować nowe teleskopy, przebudować generalnie całe obserwatorium. Wkład Polaków, zarówno merytoryczny, jak i finansowy, stał się tak duży, że w pewnym momencie przekazano nam to obserwatorium i stało się ono polskim obserwatorium.

To taka niezwykła rzeczywiście historia. Na zdjęciach to pokażemy. To jest miejsce absolutnie wyjątkowe, w wyjątkowym miejscu dla astronomów. Astronomowie mówią, że to jest tak naprawdę obserwacyjnie najciemniejsze miejsce na Ziemi.

Zdecydowanie tak. Potwierdza ten fakt budowa teleskopu ELT, największego teleskopu na świecie, który jest w linii prostej pewnie pięćset metrów od nas. To jest to samo wzgórze, tak naprawdę. Więc warunki pogodowe są optymalne. Pewnie jedne z najlepszych na naszej planecie do prowadzenia obserwacji astronomicznych.

A jakie są warunki życiowe? Bo to jest miejsce niebywale suche. Tam wilgotność nie przekracza pięciu, dziesięciu procent. Astronomowie pracujący w pobliskim obserwatorium Paranal mają do dyspozycji słynny między innymi z filmu z Jamesem Bondem hotel Residence. A gdzie państwo macie swoje miejsce, kiedy tam pracujecie?

My mamy dużo fajniejsze miejsce, powiedziałbym, bo nasze. Wszystkie nasze sypialnie, które są bardzo dobrze wyposażone, dużo większe niż w Paranal, pochwale się, są umiejscowione obok teleskopów, co jest rzadkością. Więc jesteśmy tak naprawdę tuż obok instrumentów, co ma swoje oczywiście zalety i całe wzgórze należy do naszego projektu. Warunki życiowe rzeczywiście są bardzo specyficzne. Znajdujemy się na wysokości prawie trzech tysięcy metrów, co się odczuwa. Tam trzeba się aklimatyzować kilka dni. Są takie ciekawostki, że na przykład nie można ugotować ziemniaków. Ciśnienie jest zbyt małe, temperatura wrzenia wody jest na tyle niska, że ziemniaki nigdy się nie ugotują. Tak, mamy sporo tutaj przeciwności losu, rzeczywiście. Począwszy od gotowania ziemniaków, przez niską wilgotność powietrza, która bardzo daje się we znaki. Elektrostatyczność. Tutaj wystarczy dotknąć, nie wiem, dywanu czy ubrania i za chwilę mamy mnóstwo ładunków, które potem w bardzo nieprzyjemny sposób się przemieszczają. Jest dużo takich właśnie przeciwności losu i trudnych warunków atmosferycznych, jednak one nie są w stanie tutaj powstrzymać astronomów przed chęcią odkrywania tajemnic wszechświata. Tutaj dajemy sobie radę.

A gdzie się robi zakupy? Bo tam wszędzie jest daleko.

Robimy zakupy w Antofagaście, w najbliższym miejscu, które znajduje się około stu pięćdziesięciu kilometrów od nas. Rzeczywiście jest okazja, tak co półtora tygodnia mniej więcej. Obserwator ma wtedy możliwość zrobienia zakupów. Nasze szychty obserwacyjne trwają trzy tygodnie, więc jak przyjeżdża obserwator, robi sobie zakupy i potem w połowie swojego pobytu uzupełnia. Mamy oczywiście lodówkę, spiżarnię tutaj. Co jest ciekawe, nasi obserwatorzy sami przygotowują posiłki. Nie mamy kucharza, co ma oczywiście swoje też dobre i złe strony. Po pierwsze jemy to, co chcemy i możemy sobie tutaj wspaniałe produkty chilijskie przygotowywać. Nie polegamy na kucharzu. Co jest jeszcze ciekawe i było dla mnie zaskoczeniem, jak mamy spotkania naszego zespołu, astronomowie wymieniają się przepisami kulinarnymi, co było dla mnie bardzo sympatyczne.

To porozmawiajmy teraz trochę o tym, co państwo tam w tej chwili robicie. Po pierwsze, jest tam parę teleskopów, ale ten, który naprawdę ma być przełomowy, dopiero powstaje. I to będzie największy teleskop optyczny w polskiej historii. Powiedzmy, na jakim etapie w tej chwili są te prace?

Rzeczywiście, obecnie mamy cztery teleskopy. Największy z nich, półtorametrowy, już jest największy w historii polskiej astronomii. Ten, o którym pan wspomniał, będzie miał średnicę zwierciadła dwa i pół metra i będzie dosyć specyficzny. Będzie miał tak zwaną optykę aktywną, co oznacza, że będziemy mieli bardzo dobrej jakości obrazy nieba, czyli w pełni wykorzystamy te warunki atmosferyczne, jakie panują. Budowa jego jest bardzo zaawansowana. No, niestety opóźniła nam się troszeczkę instalacja tego teleskopu. Planowana była na kwiecień 2026. Jednak tutaj pokrycie zwierciadła taką specjalną warstwą okazało się dużo bardziej złożonym procesem niż, niż się wydawało firmie, która wykonuje tę część prac i mamy troszeczkę opóźnienie. Natomiast wydaje się, że pod koniec roku już ten teleskop powinien zobaczyć, zaobserwować pierwsze gwiazdy.

Pod koniec przyszłego roku, tak?

Pod koniec przyszłego roku tak mniej więcej. Może na Gwiazdkę będziemy mieli pierwsze obrazy nieba.

Czy gotowe jest już miejsce, gdzie ten teleskop się znajdzie, czyli ta kopuła?

Miejsce jest już gotowe. To znaczy mamy przyłącze elektryczne, światłowodowe, jest pobudowany cokół, fundament pod kopułę. Budowa kopuły niestety się przedłużyła. Jest obecnie wstrzymana, choć powinna być zakończona. Jednak mamy około miesiąca opóźnienia.

Co się wydarzy, kiedy ten teleskop już ruszy? Co Państwo będziecie badać?

Tak naprawdę to rozszerzymy nasze badania. My cały czas używamy tych teleskopów, które są. I nowy teleskop, większy, uzupełni te badania, rozszerzymy je na kolejne obiekty w kosmosie.

Te obiekty, które Państwo badacie, to nie jest takie po prostu patrzenie w gwiazdy czy szukanie planet, tylko interesują państwa bardzo szczególne obiekty i w bardzo szczególnym celu.

Tak jest. Naszym głównym celem jest pomiar kosmicznych odległości. Wraz z zespołem stworzyliśmy nawet polską metodę pomiaru odległości. To jest powszechnie znana polska linijka kosmiczna. Metoda opiera się na układach podwójnych gwiazd, więc my się skupiamy na obserwacjach różnego rodzaju gwiazd i obiektów, które mogą posłużyć do precyzyjnego pomiaru odległości w kosmosie.

To powiedzmy coś o tej linijce, bo jak rozumiem składa się z kilku etapów. Ten pomiar odległości nie jest taki sam na tych relatywnie bliskich i nie jest taki sam na tych relatywnie dalekich odległościach.

No właśnie. Polska linijka kosmiczna troszkę zmienia tutaj reguły gry, bo mamy bardzo duży zakres odległości, który możemy mierzyć, odległości geometryczne. Za pomocą układów zaćmieniowych możemy zmierzyć rozmiary liniowe gwiazdy i kątowe. Jeśli mamy rozmiary liniowe i kątowe, prosta geometria daje nam odległość. I to jest to piękno metody. I nasza metoda pozwala mierzyć odległości do mniej więcej jednego megaparseka, co znaczy, że w gromadzie lokalnej galaktyk, w grupie lokalnej możemy mierzyć odległości. Teraz przy użyciu większych teleskopów, które powstają, takie jak ELT na przykład, będziemy mogli mierzyć jeszcze dużo dalej. Czyli to pozwala zwiększyć zakres. Na przykład satelita Gaia pozwala zmierzyć odległości geometryczne, ale tylko wewnątrz Drogi Mlecznej. W naszym najbliższym sąsiedztwie. Natomiast my mamy podobną precyzję. To jest mniej więcej jeden procent i możemy ją zastosować na odległościach tysiąc razy większych niż zakres, który ma satelita Gaia i paralaksy trygonometryczne.

A kiedy ruszy już ten teleskop dwu i pół metrowy, to się radykalnie zmieni?

Teleskop dwu i pół metrowy pozwoli nam jeszcze lepiej wykalibrować tę metodę, czyli zwiększyć jej dokładność. Natomiast żeby wykorzystać w pełni zasięg tej metody, no to już potrzebujemy największych teleskopów świata, czyli ELT, takich czterdziestometrowych.

Jednym z pana sukcesów i sukcesów pana zespołu było zbadanie odległości do Wielkiego Obłoku Magellana. Czy Pan tę odległość pamięta? Z dokładnością do ilu miejsc po przecinku?

Nie pamiętam, bo teraz poprawiamy tę odległość. Cały czas pracujemy, więc już mamy nowe wyniki. To było około pięćdziesięciu kiloparseków...

A w przeliczeniu na lata świetlne?

Mogę nawet powiedzieć, bo tutaj mam taki fajny plakat, w którym jest wizualizacja, wizja artystyczna. To jest sto sześćdziesiąt trzy tysiące lat świetlnych.

Brzmi imponująco, faktycznie. A w tego typu pomiarach, do którego miejsca my mierzymy? Do środka? Do tej krawędzi, która jest bliżej nas? Jak możemy to rozumieć? Bo same te obiekty są przecież olbrzymie.

To jest bardzo dobre pytanie. W przypadku Wielkiego Obłoku Magellana rzeczywiście mierzymy do środka geometrycznego tej galaktyki, które jest jakoś tam zdefiniowane. Nie chciałbym tutaj za długo o tym rozmawiać. W każdym razie, jeśli chodzi o bardziej oddalone galaktyki, ich rozmiary są już bardzo małe w porównaniu z odległościami, więc wtedy już ta rozciągłość obiektów nie gra roli. Natomiast w przypadku Wielkiego Obłoku Magellana tak, należy brać to pod uwagę i my bierzemy to pod uwagę. Wyznaczamy nie tylko odległość, ale też wyznaczamy model geometryczny tej galaktyki. Czyli my dokładnie wiemy, jak ona się rozciąga, która część galaktyki jest bliżej nas, która dalej. Czyli mamy cały model geometryczny.

Proszę mi coś powiedzieć o tym, jak wygląda praca w tym obserwatorium. Jest jedna osoba? Dwie osoby? Jak organizują sobie ten dzień, a właściwie noc pracy?

Mamy dwóch obserwatorów. Oni przyjeżdżają na trzy tygodnie. Więc tak jak już wspominałem, misja zaczyna się od długiego lotu tak naprawdę pomiędzy Polską a Chile. To trwa wiele, wiele godzin, potem zrobienia zakupów w Antofagaście, potem przyjeżdża się do obserwatorium i prowadzi obserwacje w ciągu nocy, czyli od zachodu słońca do wschodu prowadzimy obserwacje. Nasi astronomowie nadzorują prace teleskopów, badają, czy obrazy są wystarczająco dobre, wykonują pomiary jasności gwiazd, patrzą, czy nasze plany obserwacyjne były dobrze wykonane, ewentualnie je modyfikują. No a w ciągu dnia, no to odpoczywają, przygotowują posiłki. Warto też o tym wspomnieć, nasze obserwatorium jest jedynym obecnie na świecie, które jest zasilane tylko energią słoneczną. Można powiedzieć romantycznie, że nasza gwiazda dzienna dostarcza nam energii, żebyśmy mogli obserwować jej braci i siostry w ciągu nocy. Więc musimy też nadzorować farmę słoneczną. To jest bardzo skomplikowana sprawa, nie mamy tutaj załogi technicznej, która by zajmowała się tym. Tym wszystkim się zajmują astronomowie. Jest to naprawdę bardzo ciężka praca. No i długo, trzy tygodnie w takich warunkach to naprawdę można się zmęczyć.

Ale jak rozumiem, macie państwo chętnych na kolejne szychty i nie ma problemu z wypełnieniem tych slotów czasowych.

Nie ma problemów. Dla każdego z astronomów obserwacje w takim miejscu są spełnieniem marzeń. Tutaj ta pasja i piękno nieba wynagradzają te niedogodności, które się tam spotyka.

Ten czas w roku u nas w Polsce to oczywiście jest najdłuższa noc, najkrótszy dzień, ale dla astronomów jest tam zupełnie inaczej. Bo to nie jest ten najcięższy okres, bo noc jest krótka, dzień długi, więc obserwacje trwają krócej, a ładowanie tych baterii fotowoltaicznych trwa dłużej. Natomiast kiedy u nas jest najdłuższy dzień, to tam praca jest najbardziej intensywna, bo i noc jest najdłuższa.

To prawda. Okolice Bożego Narodzenia to dla astronomów nie jest najlepszy moment, bo te noce są krótkie, niewiele daje się zaobserwować, ale o tyle ten okres jest ciekawy, że wtedy bardzo dobrze widać Obłoki Magellana, które są jednymi z najważniejszych obiektów w astronomii.

Proszę mi coś powiedzieć o tym Bożym Narodzeniu, tam właśnie. No u nas mówimy ciągle, w każdym roku o tym czekaniu na pierwszą gwiazdkę. Czy tam się czeka na pierwszą gwiazdkę, skoro można ją zobaczyć dopiero po dwudziestej pierwszej?

Nie ma takiej tradycji. To jest zupełnie inaczej. Ja w Chile mieszkałem około siedmiu lat i okres Bożego Narodzenia jest dla Polaków trochę rozczarowujący. Nie ma tej atmosfery. Jest widno. Chilijczycy organizują wieczerzę wigilijną o północy, mniej więcej. Rodzina spotyka się o północy. O dwudziestej drugiej jest tak zwana pasterka, więc idą do kościoła, a potem o północy rozpoczynają wigilię. Oczywiście po północy nie ma już postu, więc przygotowuje się indyka tradycyjnie, nie jakieś potrawy, które znamy z naszego dzieciństwa, z tradycji polskich. Tak, że to wygląda zupełnie inaczej. Ale to jest bardzo, bardzo dziwny kraj. Gdybyśmy popatrzyli w naszej okolicy na przykład przepływa prąd Humboldta i na pustyni mamy gniazda pingwinów wokół kaktusów. Naprawdę są klimaty zupełnie inne, niż obrazki, do jakich jesteśmy przyzwyczajeni.

A polscy astronomowie sobie jakąś tam wigilię i choinkę organizują. No drzewek w okolicy nie ma.

No mamy sztuczną choinkę oczywiście z różnych powodów. Między innymi dlatego, że nie ma drzewek, ale też z punktu widzenia ekologii. Natomiast oczywiście organizujemy. Znajdujemy się dwadzieścia trzy kilometry od innego obserwatorium Cerro Paranal, o którym pan redaktor wspomniał. I w czasie Bożego Narodzenia, w czasie Wigilii nasi obserwatorzy dołączają do astronomów z ESO i wspólnie spędzają kilka chwil, świętując święta Bożego Narodzenia.

To faktycznie jest bardzo piękne miejsce. Proszę jeszcze pozwolić na takie pytanie związane z przyszłością tego miejsca i z teraźniejszością. Jest wiele niepokoju związanego z planowaną w pobliżu całego tego Cerro Paranal i tych obserwatoriów taką dużą inwestycją, która miałaby tam być budowana. To są i farmy fotowoltaiczne, i wiatrowe, i rozmaite instalacje, generalnie ekologiczne, tylko dla astronomów bardzo niepokojące, bo grożące tym, że zdecydowanie wzrośnie to zaśmiecenie światłem. Między innymi też można się spodziewać problemów ze wstrząsami, z turbulencjami powietrza i tak dalej. Państwo w swoim obserwatorium żyjecie, świadomie od kilku lat tuż pod budową największego w historii obserwatorium, Cerro Armazones. Jak to wpływa na Państwa pracę? Bo nie wierzę, że nie wpływa. To wszystko dzieje się jeszcze wyżej, kilkaset metrów powyżej państwa obserwatorium.

Oczywiście, że wpływa. No na szczęście ta budowa jest nadzorowana przez ESO, organizację, która doskonale wie, jak można tutaj wykonać prace, nie czyniąc wielkich szkód. My nie jesteśmy tak bardzo narażeni na zaśmiecenie nieba światłem. Ponieważ mamy mniejsze teleskopy, obserwujemy jaśniejsze obiekty, przynajmniej na tym etapie, dopóki jeszcze nie ma tego naszego największego teleskopu, więc jakoś sobie radzimy. Oczywiście budowa tak wielkiej farmy fotowoltaicznej i wodorowej, no tutaj może mieć ogromny wpływ na astronomię generalnie. Jeszcze pamiętam niedawno te tereny, jak nie było w ogóle obserwatoriów. Ja tam często się wspinałem w górach, nie było niczego po prostu. Teraz mamy mnóstwo obserwatoriów, wszyscy chcą budować farmy fotowoltaiczne. Nieprawdopodobne. Na środku pustyni, w jednym z najbardziej odludnych miejsc świata. Miejmy nadzieję, że tutaj rząd chilijski stanie na wysokości zadania i no nie pozwoli właśnie na zakłócanie obserwacji astronomicznych.

Wspomniał pan o tym wspinaniu się w tamtejszych górach. To jeszcze wspomnijmy, że to jest wyjątkowe pasmo, wyjątkowe też dla nas, Polaków.

Oczywiście. Jest to ogromne pasmo gór Andów, które nosi nazwę Gór Domeyki, na cześć naszego słynnego rodaka Ignacia Domeyko, który po powstaniu w Polsce musiał opuścić nasz kraj, a w Chile stał się jednym z największych bohaterów w historii tego, kraju. Jest bardzo znaną osobą. My mamy zaszczyt tutaj do pewnego stopnia kontynuować, nie tylko obecność Polski w Chile, ale również bardzo intensywną współpracę naukową z astronomami w Chile. Tak, że jesteśmy bardzo zadowoleni z tego zbiegu okoliczności tak naprawdę. Cieszymy się, że możemy w pewnym sensie tę misję kontynuować.

Rozmawiamy tuż przed świętami, więc to jest taka dobra pora na życzenia, więc oczywiście życzenia spełnienia się tych planów dotyczących budowy i kopuły, a potem już instalacji samego teleskopu. Oby się, oby się to wszystko państwu spełniło. Czego jeszcze życzy się astronomom?

Nie wiem, jak po polsku. Czystego nieba, właśnie "clear skies" to jest typowe pozdrowienie, jakie mamy w obserwatorium. Życzymy Wam właśnie bezchmurnego nieba.

To tego właśnie życzymy i w ogóle wszystkiego najlepszego na święta i w nowym roku. Serdecznie dziękuję Panie Profesorze.

Serdecznie dziękuję. Ja też pozwolę sobie życzyć wszystkim radiosłuchaczom i panu redaktorowi wszystkiego co najlepsze z okazji świąt Bożego Narodzenia.

Dziękuję bardzo.