Obserwacja gwiazd od technicznej strony
Obserwacja gwiazd, planet czy Słońca to praca na danych, samo patrzenie przez teleskop zdecydowanie nie wystarczy. Takie unikalne informacje zbiera i przetwarza zespół dr. hab. inż. Adama Popowicza, prof. PŚ, który przed dwoma laty utworzył sieć obserwatoriów Politechniki Śląskiej.
Sieć Silesian University of Technology Observatories (SUTO) liczy obecnie pięć obserwatoriów w różnych miejscach świata. Dwa są w Polsce, pozostałe w Hiszpanii, Meksyku i Chile. Każde z nich ma inną specyfikację i inne zastosowanie – można nimi obserwować nocne niebo i Słońce. Dane są dostępne na stronie sieci i każdy, kto jest nimi zainteresowany, może je za darmo pobrać.
Pomysłodawcą i założycielem jest dr hab. inż. Adam Popowicz, prof. PŚ z Katedry Elektroniki, Elektrotechniki i Mikroelektroniki na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki. Obserwacja nieba to jego wieloletnie hobby, które połączył z pracą naukową. – Astronomią od strony technicznej zająłem się już podczas doktoratu. Zaproponowane przeze mnie rozwiązania dla matryc CCD, potrzebnych do otrzymywania dobrej jakości obrazów oraz algorytmy przetwarzające dane, zostały wykorzystane w misji pierwszych polskich satelitów naukowych – misji BRITE. Od tego się zaczęło – powiedział.
Następne lata to kolejne innowacyjne urządzenia do celów astronomicznych – inżynierowie z Politechniki Śląskiej specjalizują się w przetwarzaniu obrazów, redukcji danych i rozwiązaniach opto/elektro/mechanicznych. – Odpowiadamy za pozyskiwanie i przetwarzanie danych pomiarowych z naszych obserwatoriów. One spływają tu każdego dnia i są następnie, po odpowiedniej obróbce, udostępniane astronomom na całym świecie – dodał.
Jakie to dane? Na przykład te pochodzące z obserwacji Słońca. – Patrzymy na Słońce w różnych zakresach widma – od szerokiego, gdzie widać np. plamy słoneczne, po bardzo wąski wycinek widma, który pokazuje np. emisję wodoru czy wapnia. Dzięki tym danym, możliwe jest analizowanie źródeł wybuchów słonecznych, ich wielkości, a także możliwe jest szacowanie potencjalnych skutków dla nas, na Ziemi. Te dane pochodzą z jedynego polskiego w pełni automatycznego obserwatorium słonecznego zlokalizowanego we wsi Kotulin (gmina Toszek w woj. śląskim) – podkreślił Adam Popowicz.
Z kolei zautomatyzowane obserwatorium w Pyskowicach (kopuła z teleskopem) to obiekt postawiony środkami własnymi na prywatnej posesji Adama Popowicza. – Postawiłem je przed kilku laty, gdy zajmowałem się popularyzacją nauki o astronomii. Później doszły obserwacje na cele naukowe i to one zdominowały całkowicie czas obserwacyjny – powiedział.
– Sama automatyzacja pracy obserwatorium jest wyzwaniem technicznym nie tyle innowacyjnym, co pracochłonnym. Występuje bardzo wiele potencjalnych zagrożeń, które mogą spowodować nagłą awarię. Usunięcie wszystkich problemów w Pyskowicach zajęło mi ponad rok ciągłych poprawek. Nie ukrywam, że zdarzyły sięzalania obserwatorium w nocy – dodał.
Z pyskowickiego obiektu, jak i z pozostałych, należących do sieci SUTO, można obserwować niebo nocą, a na nim poszukiwać… nieodkrytych dotąd planet! – Pewnie wiele osób się zdziwi, że w takim miasteczku jak Pyskowice, w niepozornej kopule na dachu garażu, można uzyskiwać tak unikalne dane, jak te dotyczące egzoplanet – podkreślił naukowiec.
Egzoplanety to planety spoza Układu Słonecznego – takie, które krążą wokół innej gwiazdy niż Słońce. Mogą być oddalone od Ziemi nawet o kilkadziesiąt tysięcy lat świetlnych. Co ciekawe, odkrywcą pierwszej planety pozasłonecznej był polski astronom Aleksander Wolszczan. Każdego roku naukowcy odkrywają kolejne. Obecnie jest ich około 5 tysięcy.
Pozasłoneczne planety obserwuje się poprzez analizę danych fotometrycznych spadku jasności gwiazdy, zazwyczaj na poziomie tysięcznych części tej jednostki. Jeśli coś „zaburza” jasność gwiazdy w sposób powtarzalny, może to być egzoplaneta. Weryfikuje się to poprzez cykliczne obserwacje – egzoplanety, podobnie jak planety w Układzie Słonecznym, okrążają gwiazdę, więc za pewien czas powinny się pojawić w tym samym miejscu. Jeśli nie, naukowcy kontynuują obserwację albo uznają, że musiał to być błąd pomiarowy.
Ludzi najbardziej interesują doniesienia o egzoplanetach, na których mogą istnieć warunki podobne do tych ziemskich; tych jest jednak wciąż odkrytych niewiele, z uwagi na wysokie wymagania odnośnie do wielkości teleskopu oraz rzadkość tranzytów (przykładowo tranzyt Ziemi na tle Słońca dla obserwatora na odległej planecie zdarza się raz na 365 dni). Zespół Adama Popowicza zajmuje się przede wszystkim planetami typu gorące Jowisze. – Tego typu egzoplanety łatwiej obserwować, ponieważ są duże, zatem głębokość tranzytu jest dostępna dla naszych instrumentów. Dodatkowo, okrążają one gwiazdę raz na kilka dni. I właśnie potwierdzeniem tych „nowych gorących Jowiszów” zajmujemy się zbierając dane w ramach naszej sieci obserwatoriów – tłumaczył.
– Jesteśmy takimi pracownikami technicznymi na usługach astronomii – odpowiadamy za cały sprzęt i oprogramowanie (hardware i software). Bez nas astronomowie nie mieliby odpowiedniej jakości danych do analiz i interpretacji, dlatego też jesteśmy wymieniani w wielu wysoko punktowanych publikacjach, dotyczących ważnych i interesujących odkryć – powiedział Adam Popowicz.
Jak sam mówił, pomysłów na kolejne badania ma bardzo dużo. – Być może zaangażujemy się w granty Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Planujemy też dołączyć do prestiżowej, globalnej sieci non-profit IAWN (International Asteroid Warning Network) analizującej potencjalne zagrożenia dla Ziemi, związane ze zbliżającymi się asteroidami – mówił.
Finanse na badania, zespół Adama Popowicza ma m.in. ze środków wydziałowych i ogólnouczelnianych. Ponadto, jak mówił, trwają prace nad nawiązaniem współpracy w ramach Centrum Kształcenia Kadr Lotnictwa Cywilnego Europy Środkowo-Wschodniej, gdzie powstanie zespół badań kosmicznych. – Chciałbym móc się dalej rozwijać, żeby pracować na zaawansowanym sprzęcie, dostarczając danych dla najambitniejszych projektów, z których publikacje trafiają już do „Nature” – wyraził nadzieję naukowiec.
– Nasza działalność jest niezwykle ciekawa i bardzo rozwojowa. Dlatego zapraszamy do kontaktu chętnych naukowców, którzy chcieliby z nami rozwijać naszą sieć obserwatoriów oraz rozmaite aspekty techniczne w służbie astronomii. A jeśli ktoś chciałby amatorsko spojrzeć w niebo, zapraszam do kontaktu z gliwickim oddziałem Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii, którego członkowie zarażają swoją pasją – podsumował Adam Popowicz.
