Polski projekt OGLE. Od dekad kształtuje światową astronomię

W Polsce jest już ranek, ale w Chile trwa jeszcze noc. W polskim domku obserwatora przy Teleskopie Warszawskim cały czas szumią komputery. Człowiek trwa na posterunku, gdy prawie 270 megapikselowa mozaika 32 sensorów fotografuje południowe niebo. Czy to anachronizm?

- Automat trzaskałby zdjęcia bezmyślnie. Człowiek na miejscu widzi, co się dzieje. Reaguje na zmianę warunków, wybiera odpowiednie pola, naprawia usterki na bieżąco - tłumaczy prof. Paweł Pietrukowicz z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego (OAUW). Sam jeździ dwa razy w roku na trzytygodniową zmianę jako członek zespołu OGLE, czyli Optical Gravitational Lensing Experiment.

OGLE to zespół, którego inicjatorzy już ponad 30 lat temu dostrzegli wartość dużych zbiorów danych z kosmosu i ich archiwizacji. Komputery analizują piksele tworzące gwiazdy na zdjęciach i zamieniają je w strumień liczb opisujący ich jasność i położenie. OGLE monitoruje jasność około dwóch miliardów obiektów na niebie, każdej nocy rozsyłając alerty, gdy pojawia się coś wartego dodatkowych obserwacji. Głośne odkrycia dają o sobie znać dopiero po miesiącach, a nawet latach.

W przypadku pierwszej swobodnej planety w Galaktyce, której masę udało sie określić, to właśnie OGLE wykryło powiązane zjawisko mikrosoczewkowania (wzmocnienia światła odległego obiektu przez masę znajdującą się pomiędzy nim a obserwatorem). Potem obserwacje zebrał koreański KMTNet. W innym przedziale czasowym i innych miejscach na świecie. Zjawisko to, jak zauważa prof. Pietrukowicz, to pojaśnienie, które trwa kilka godzin. Na jego wykrycie i pokrycie obserwacjami jest mało czasu. To nie wszystko.

- Gdyby nie obserwacje teleskopu kosmicznego Gaia, który obserwował ten sam skrawek nieba, nie wyznaczylibyśmy paralaksy, którą wykorzystujemy w relacji masa-odległość - przyznaje mój rozmówca. Dodaje, że bez obserwacji z kosmosu "byłoby to kolejne z wielu odkryć."

Motorem projektu OGLE jest poszukiwanie zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Ich istnienie w latach 80. XX wieku zasugerował prof. Bohdan Paczyński z Uniwersytetu w Princeton. Temat podjęli koledzy z Warszawy. W latach 1992-1995 zrealizowali pilotażową fazę OGLE-I w obserwatorium Las Campanas w Chile. Był to sukces, który pozwolił zbudować własny teleskop w tym samym obserwatorium. Z jego pomocą realizowano OGLE-II (lata 1997-2000), potem OGLE-III (2001-2010), a w końcu trwającą od 15 lat fazę OGLE-IV.

- Najpierw mikrosoczewek odkrywano kilkanaście rocznie. Dziś jest to prawie 2000 zjawisk, które oddzielnie analizują przypisani im członkowie zespołu, samodzielnie lub we współpracy z innymi - wyjaśnia prof. Pietrukowicz, który od 2010 r. jest członkiem kilkunastoosobowej grupy. Przez projekt przewinęło się jeszcze więcej osób, włącznie z autorem tego tekstu.

- OGLE dysponuje najdłuższymi ciągami obserwacji, jakie mają do dyspozycji astronomowie - przypomina prof. Pietrukowicz. Konsekwencją tej strategii obserwacji są najważniejsze z osiągnięć, choć nie jedyne, które rozsławiły OGLE w świecie.

Pierwsze miejsce zajmują obserwacje planet pozasłonecznych za pomocą techniki tranzytu (przyćmień gwiazdy macierzystej). - Tranzyty planetarne, których było ponad 200, a siedem z nich potwierdzono jako planety - to największy sukces z początku XXI. wieku, i to nie tylko zdaniem prof. Pietrukowicza, który dodaje, że "OGLE było tutaj pionierem".

Wspomniana planeta swobodna to drugie z istotnych odkryć. Kolejne to wyjaśnienie natury tzw. "nowej czerwonej", czyli zderzenia dwóch gwiazd, które wcześniej zacieśniały swoją orbitę. Następnie mamy mapowanie Galaktyki z niesłychaną precyzją za pomocą Cefeid klasycznych (typu gwiazd zmiennych pulsujących), a także zmierzenie odległości do Obłoków Magellana. Do tej listy prof. Pietrukowicz dołącza także swoje odkrycie. Obiekty zwane BLAP (Blue Large Amplitude Pulsators), rzadki typ gwiazd, które mają tylko około 60 proc. średnicy Słońca, ale w ciągu kilkudziesięciu minut ich jasność zmienia się o 40 proc.

Po chwili wspomina także o ogromnym katalogu gwiazd zmiennych. Tworzy go "ponad milion sklasyfikowanych przez prof. Igora Soszyńskiego obiektów; dziś podstawa do uczenia maszynowego dla kodów automatyzujących detekcję gwiazd zmiennych."

Prof. Pietrukowicz zgadza się z moją tezą, że OGLE to projekt unikalny. Wymienia decydujące o tym czynniki - to odpowiedni ludzie, sprzyjająca sytuacja geopolityczna, a w pewnym sensie brak konkurencji. Najważniejszy jest tu prof. Andrzej Udalski z OAUW, lider zespołu, pod którego okiem nie można pozwolić sobie na błędy, pomyłki. Jeśli OGLE coś udostępnia, to jest to dokładnie sprawdzone. - To nie jest kwestia szczęścia, to kwestia profesjonalnego podejścia - słyszę. Prof. Udalski zbudował kamery wykorzystywane przez polski teleskop i trudno było wyobrazić sobie, by ktokolwiek inny był zdolny to zrobić.

Pozytywne nastawienie polskich władz w połowie lat 90. XX wieku, w tym dotacja rządowa i Fundacji na rzecz Nauki Polskiej na budowę teleskopu, pozwoliły zamienić marzenie w rzeczywistość. A brak konkurencji? W czasach OGLE-I były podobne projekty o nazwach MACHO (od nazwy hipotetycznych niewidocznych obiektów, składników ciemnej materii) oraz EROS. Jednakże w OGLE najlepiej rozumiano, jak ważna jest precyzja pomiarów i archiwizacja danych. Prof. Pietrukowicz pokusił się nawet o stwierdzenie, że wielu astronomów do dziś nie dysponuje tak dobrym oprogramowaniem do przetwarzania obserwacji. A mowa tu o bardzo gęstych polach gwiazdowych, ścisłym centrum Drogi Mlecznej, Obłokach Magellana czy płaszczyźnie dysku galaktycznego.

- Początkowo obserwowaliśmy jedno pole nawet 20 razy na noc, ale po pandemii zmieniła się strategia obserwacji. Obserwujemy rzadziej, ale szerzej. Zmusiły nas do tego takie projekty jak KMTNet, który koncentruje się na centrum Galaktyki - słyszę w odpowiedzi na pytanie o zmiany na przestrzeni lat. I istotnie, OGLE fotografuje około 10 proc. całego nieba, 4100 stopni kwadratowych. To powierzchnia ponad 20 tysięcy tarcz Księżyca w pełni.

Zanieczyszczenie nieba śladami satelitów telekomunikacyjnych to znak czasów, na szczęście jeszcze nie krytyczny. Podobnie jak rosnące zaświetlenie dróg w okolicy obserwatorium. To na szczęście nie przeszkadza, cieszy się profesor.

- To trochę nie w porządku, że projekt, który jest siłą napędową dla nauki, musi walczyć o pieniądze - w głosie prof. Pietrukowicza jest nieukrywany żal - bo tych pieniędzy wciąż jest za mało. Na ten rok jest zapewnione już finansowanie z budżetu państwa, ale kolejny to otwarta karta. A projekt nie ma prywatnych źródeł finansowania. Pewnym zastrzykiem finansowym są granty badawcze, ale to pieniądze, których przeznaczenie jest inne. Opłaty za loty na obserwacje to marginalne kwoty z około miliona złotych, które trzeba co roku zarezerwować na funkcjonowanie teleskopu, dzierżawę gruntu pod tenże oraz media.

- Największy atut OGLE to fakt, że jest to bardzo efektywny projekt pod względem wykorzystania zasobów i w praktyce tani w porównaniu z innymi - zauważa prof. Pietrukowicz. Przypomina jednak, że "zasoby są wykorzystane już w pełni, miejsca na większą kamerę podpiętą do teleskopu nie ma".

Co zatem czeka OGLE w przyszłości? Każdy dzień obserwacji powiększa niezwykle wartościową bazę danych, ale teraz bardziej niż kiedykolwiek ważna jest współpraca. Początkowo OGLE mogło pozwolić sobie na samodzielne odkrycia, od lat jest też sygnalistą, że coś ważnego się dzieje, że ktoś musi więcej uwagi poświęcić danemu fragmentowi nieba. Coraz większą rolę odgrywają teleskopy kosmiczne.

Dr. hab. Radosław Poleski z OGLE zaangażowany jest także w misję teleskopu Nancy Grace Roman, który niebawem ma trafić na orbitę. - Być może kolejne wielkie odkrycie OGLE będzie takim wspólnym wraz z zespołem tego kosmicznego teleskopu - tak podsumowuje naszą rozmowę prof. Paweł Pietrukowicz.