Jak naprawdę pracuje się z gwiazdami?

Grzegorz Jasiński: Czym różni się praca tutaj jako astronom i badacz od pracy z drugiej strony, czyli osoby, która pomaga innym badaczom wykonywać ich pracę? 

Elyar Sedaghati: To właśnie sprawia, że ta praca jest bardzo wyjątkowa i szczególna, prawda? Kiedy pracujesz na uniwersytecie lub w instytucie, czy w grupie badawczej, zazwyczaj skupiasz się tylko na swojej własnej pracy i oczywiście masz współpracowników na całym świecie. To, co tutaj jest inne, to fakt, że my też to robimy, mamy pewien procent naszego kontraktu przeznaczony na własne badania, ale dużą część naszego czasu poświęcamy obowiązkom w obserwatorium, gdzie przyczyniamy się do różnych dziedzin badań i różnych grup badawczych na całym świecie, wykonujemy ich obserwacje, komunikujemy się z nimi, aby poinformować o jakości danych, które zebraliśmy. Komunikujemy się z nimi by upewnić się, że mogą prowadzić badania, na których im zależy z danymi, które dla nich zebraliśmy. Więc czujesz, że naprawdę wykonując obserwacje tutaj w nocy naprawdę przyczyniamy się do różnych dziedzin badań astronomicznych.

Czy możliwe jest prowadzenie badań bez pojawiania się tutaj ani razu? Nawet raz, jako astronom z drugiego końca świata? Po prostu zgłosić prośbę o coś, a potem otrzymać wyniki i nie spędzać czasu tutaj, w Obserwatorium Paranal. Czy to jest możliwe? 

Właściwie większość obserwacji, które wykonujemy, odbywa się właśnie w ten sposób. Mamy dwa różne tryby obserwacji, nazywamy je trybem serwisowym i trybem wizytującego. Duży procent obserwacji to tryb serwisowy, w którym użytkownicy przygotowują swoje obserwacje przez platformę online, którą mamy, podają współrzędne celów, które chcą obserwować oraz wszystkie ustawienia systemów, których chcą użyć. Następnie umieszczają to w bazie danych i określają warunki pogodowe, które są potrzebne do tych obserwacji. My potem czekamy na odpowiedni moment. Jest to naprawdę zoptymalizowane, aby nie musieli przyjeżdżać na drugi koniec świata i czekać tydzień, aż warunki będą odpowiednie. Oni przekazują zlecenia, my obserwujemy dla nich, a potem od razu informujemy ich, że dane są w bazie, mogą z nich korzystać, mogą użyć tzw. ESO pipeline, czyli systemu redukcji danych i potem je otrzymują. Więc nie muszą tu być, nawet nie komunikują się z nami bezpośrednio. Mamy też mały procent, około 10-20 proc, który nazywamy trybem wizytującego. Wtedy obserwator, naukowiec faktycznie przyjeżdża tutaj, siada przy teleskopie z nami i razem przechodzimy przez obserwacje. Zazwyczaj dzieje się tak, gdy obserwacje są krytyczne czasowo, muszą być wykonane w określonym czasie lub są bardzo skomplikowane i trzeba na bieżąco analizować dane, aby podejmować decyzje dotyczące kolejnych obserwacji bezpośrednio po nich. Wtedy zwykle przyjeżdżają tutaj. Mamy też trzeci tryb, też tryb wizytującego, w którym jednak nie przyjeżdżają bezpośrednio, tylko łączą się przez system wideokonferencji. Mamy kamerę, z pomocą której rozmawiamy, łączą się też bezpośrednio z ekranem eksperymentu, więc mają dostęp do danych. To jest trzeci tryb. Ale większość obserwacji odbywa się w trybie serwisowym, gdzie po prostu umieszczają swoje obserwacje w bazie, a my obserwujemy, gdy warunki są odpowiednie. 

Co się dla pana zmienia, gdy ma pan swój własny czas i jest w roli badacza? Czy pomaga pan sobie samemu, czy ktoś inny pomaga panu? 

Praca tutaj nie daje nam żadnych przywilejów, ani większego dostępu niż innym astronomom na świecie. Jeśli chcę użyć teleskopu do własnych badań, muszę ubiegać się o to tak jak każdy inny astronom i w rzeczywistości nie mam żadnego specjalnego traktowania. Jeśli złożę wniosek i jeśli odniosę sukces, co jest trudne, aby faktycznie dostać czas na własne badania, wtedy prowadzę obserwacje, ale robię to tak samo jak każda inna osoba. Nie ma różnicy między moimi własnymi obserwacjami a obserwacjami kogokolwiek innego. Prowadzę je, sprawdzam, czy dane są w porządku, a dane są potem wysyłane do systemu archiwizacji. 

Czy możliwe jest, aby wszystkie cztery jednostki główne działały jednocześnie, celując w różne cele, różne gwiazdy, różne części nieba? 

Właściwie to najczęściej tak działają. Wszystkie cztery teleskopy jednostkowe pracują niezależnie, każdy z nich ma dwa lub trzy instrumenty i realizują osobne badania naukowe, obserwują różne obiekty. Tak zazwyczaj to się odbywa. Jeden może obserwować obiekt Układu Słonecznego, inny może obserwować galaktykę o wysokim przesunięciu ku czerwieni na krańcu Wszechświata. Tak, naprawdę pracują niezależnie. Bardzo rzadko zdarza się, że wszystkie cztery pracują razem i obserwują ten sam cel. To może się zdarzyć w dwóch przypadkach. Jeden to obserwacje interferometryczne, gdzie tworzymy teleskop o średnicy 16 metrów, a w praktyce znacznie większy o rozstawie 120 metrów między nimi. Łączymy światło z czterech teleskopów, aby stworzyć wzór interferometryczny. To jest jeden sposób ich łączenia. Drugi sposób to spektrograf, który może pobierać światło ze wszystkich czterech teleskopów, dzięki czemu spektrograf może połączyć światło ze wszystkich czterech i wyprodukować widmo gwiazdy o wysokim stosunku sygnału do szumu. Ale większość czasu cztery Jednostki Główne działają niezależnie. 

Chciałbym zapytać o najkrótszy możliwy pomiar, w którym pan uczestniczył. Jak szybko można go wykonać, jeśli ktoś potrzebuje tylko szybkiego spojrzenia na coś?

Może to trwać kilka minut, może pięć, dziesięć minut. Ekspozycja, czyli czas, w którym faktycznie obserwujemy gwiazdę, może być bardzo krótka, kilka sekund, ale musimy przygotować teleskop do tej obserwacji, przesunąć go na odpowiednią pozycję, przygotować lustro, aby miało odpowiedni kształt, by uzyskać idealny obraz gwiazdy. W sumie zajmie to około 10 minut, aby wykonać nawet najkrótsze możliwe obserwacje.

A jaka byłą najdłuższa lista zadań, najdłuższy wieczór dla pana, jako pracownika Obserwatorium Paranal, pomagającego innym w wykonywaniu obserwacji? Ile różnych obserwacji na noc można wykonać?

Najdłuższe noce mamy zimą czyli tutaj w czerwcu-lipcu. I wszyscy na nie oczywiście czekamy. To około 13-14 godzin na noc. W zależności od długości obserwacji, które wykonujemy, w ciągu jednej nocy można przeprowadzić co najmniej 15, 20, czasem nawet więcej, 30 bloków obserwacyjnych, jak je nazywamy. Obserwujemy różnymi instrumentami, w zależności od warunków zmieniamy instrumenty, zmieniamy obiekty zainteresowania, od Układu Słonecznego, przez centrum galaktyki, po obserwacje pozagalaktyczne. Musimy też szybko czytać, jaka nauka stoi za każdą obserwacją, aby upewnić się, że dane, które zbieramy, są wystarczające do celów naukowych, które astronomowie chcą osiągnąć.

Czy jest jakiś, powiedzmy, wolny czas w nocy, w czasie którego można na przykład powtórzyć eksperyment z poprzedniej nocy, jeśli coś poszło nie tak. Po prostu przełożyć go na kolejną noc, by astronom nie musiał czekać pół roku, czy coś takiego?

Tak, to zdecydowanie może się zdarzyć. Często mamy obserwacje, które trwają powiedzmy godzinę. Gdy już ustawimy obserwacje i rozpoczniemy, teleskop zbiera światło przez godzinę. W ciągu tej godziny nie mam zbyt wiele do zrobienia, muszę tylko pilnować, żeby wszystko działało poprawnie. W tym czasie zwykle wracam do poprzednich obserwacji i trochę je analizuję, aby upewnić się, że są naprawdę wystarczające do celów naukowych. Jeśli nie, mogę zmienić status tej obserwacji, wtedy wraca ona do kolejki obserwacyjnej. W nocy mamy trochę wolnego czasu, ale ja wykorzystuję go na analizę danych, które zostały zebrane, sprawdzam, czy redukcja przebiega prawidłowo. Tak, ciągle patrzymy na dane. Czasem nie jesteśmy pewni, czy są wystarczająco dobre do celów naukowych, więc kontaktujemy się z działem w Niemczech, mówimy: "Patrzcie, to jest to, co mamy. Czy możecie skontaktować się z naukowcem i sprawdzić, czy faktycznie mogą zrobić z tym to, co chcą?" Jeśli nie, mówią nam, a my wykonujemy obserwacje ponownie. 

Jak duża część nocy jest zarezerwowana z wyprzedzeniem i czy jest jakiś czas, który może być wykorzystany, gdy coś się wydarzy? 

Nie planujemy nocy pod kątem konkretnych obserwacji, które będziemy wykonywać, ponieważ decyzję podejmujemy na bieżąco, w zależności od warunków. Mamy jednak noce zaplanowane z wyprzedzeniem na działania techniczne, kiedy musimy przeprowadzić testy różnych instrumentów. Ale jeśli chodzi o planowanie nocy, decyzję podejmujemy w każdym momencie, w zależności od warunków. 

Chciałbym zapytać o centrum kontrolne. Byliśmy tam, widzieliśmy grupy ludzi wokół monitorów, na monitorach dotyczących różnych Jednostek Głównych. Ilu ludzi jest tam zazwyczaj i jaka jest minimalna obsada na noc? Ilu ludzi musi pracować przy tej samej jednostce? 

Podstawowa obsada to każdego teleskopu to jeden astronom i jednen operator. Astronom zajmuje się stroną naukową, decyduje, jakie obserwacje wykonać, analizuje dane. Operator zajmuje się samym teleskopem, ponieważ teleskop jest tak skomplikowanym systemem, że byłoby zbyt trudne, aby astronom robił obie rzeczy. Zazwyczaj pracują razem i dzielą się obsługą instrumentów. Czasem astronom obsługuje instrumenty, a czasem operator pomaga, bo zwykle mają certyfikaty do obsługi tych instrumentów. Tak dzielimy obowiązki. Minimalnie jest jeden astronom i jeden operator na teleskop, ale często mamy wizytujących astronomów, różne zespoły naukowe z całej Europy, które przyjeżdżają, aby uruchamiać nowe systemy lub testować nowe systemy. Więc często dyspozytornia jest dość pełna.

A jakie są pańskie osobiste zainteresowania w astronomii. Jaką dziedziną astronomii się Pan zajmuje? 

Zajmuję sią badaniami egzoplanet. Egzoplanety to planety krążące wokół innych gwiazd. Konkretnie staram się wykrywać i opisywać ich atmosfery, czyli jakie gazy się tam znajdują i jaka jest ich zawartość. Zajmuję się też teoriami dotyczącymi powstawania planet i tego jak może dojść do ich konfiguracji, które obserwujemy. Odkryliśmy tysiące egzoplanet i widzimy, że ich rozmiary i rozkład nie do końca pasują do tego, co znamy. Od tego czasu zaczęliśmy tworzyć teorie, jak to może się dziać. Staram się testować te teorie obserwacyjnie, aby zobaczyć, która teoria ma sens, a która nie pasuje do obserwacji. To jest nauka, którą się zajmuję. 

Ma pan ulubioną planetę? Nie mam na myśli Ziemi.

Moja ulubiona planeta to egzoplaneta o nazwie WASP-19, ponieważ większość mojej pracy doktorskiej poświęciłem tej planecie i mieliśmy dość duży artykuł na jej temat. WASP to skrót od Wide Angle Search for Planets, teleskop, który szuka sygnałów tranzytujących planet (przechodzących przed tarczą swojej gwiazdy). Ta planeta była 19. odkrytą przez ten teleskop, stąd nazwa WASP-19. To moja ulubiona planeta. 

Zapytam o różne nazwy, bo ja mam inicjały GJ, a wiele planet ma na początku GJ. Skąd to pochodzi? 

Nazwy egzoplanet pochodzą od obiektu, który je odkrył. Choć nie wszystkie. Mamy takie nazwy planet jak WASP, TESS, Kepler. Ale są też inne, które nie pochodzą bezpośrednio od teleskopu, tylko od układu gwiezdnego, z którego pochodzą. GJ to skrót od katalogu Gliese-Jahreiß, na przykład Gliese 1214, to jest z konkretnego katalogu. Gliese 1214 to bardzo znana planeta, była 1214-ta w katalogu Gliese-Jahreiß, stąd GJ.

To mam ostatnie pytanie. Jak bardzo niecierpliwie czeka pan na uruchomienie  ELT, bo egzoplanety będą głównym celem tego teleskopu?

Tak, wszyscy bardzo niecierpliwie czekamy na jego inaugurację. Przygotowujemy się, pracujemy nad wieloma różnymi projektami, aby mieć przemyślane wszystkie możliwości, co możemy zrobić z tym teleskopem, gdy będzie gotowy. Mamy grupę roboczą w ESO, planujemy obserwacje, symulujemy obserwacje atmosfer egzoplanet. Jeden z moich byłych doktorantów teraz jest postdokiem w ESO w Garching i razem prowadzimy program na VLT, aby przygotować próbkę egzoplanet, które będziemy obserwować z ELT. Naprawdę nie możemy się doczekać, bo to zrewolucjonizuje nasze rozumienie Wszechświata. Przekroczy granice naszej wiedzy, prawdopodobnie wiele naszych teorii stanie się przestarzałych. I to jest dobre, bo lubimy się mylić. Wtedy możemy poprawiać lub korygować nasze teorie. 

Dziękuję bardzo i powodzenia. 

To była przyjemność. Bardzo dziękuję za wizytę tutaj.