Tiskane izdaje
Moderni pregledi neba zaobjemajo velik del neba in obenem sežejo vedno globlje v vesolje. Pri tem gradijo podatkovne baze z milijardami astronomskih objektov in zaznavajo kratkotrajne spremembe na nebu. Projekt LSST, ki se mu je nedavno pridružila tudi Slovenija, ima cilj posneti barvni film spreminjajočega se neba oziroma dinamičnega vesolja.
Veliki sinoptični pregledovalni teleskop (LSST) je v gradnji na Cerro Pachónu v severnem Čilu. Premer njegovega zrcala bo 8,4 metra, zorno polje pa 9,6 kvadratne stopinje. Veliko večino opazovalnega časa bo namenil pregledovalnemu načinu, v katerem bo vsake tri noči poslikal celotno vidno nebo. V desetih letih obratovanja bo obiskal vsak del vidnega neba v povprečju osemstokrat in vsakič posnel sliko v enem izmed šestih barvnih filtrov. Parametri pregledovalnega načina so bili premišljeno izbrani, tako da bo dobljeni (isti) set podatkov uporaben za raziskave na raznovrstnih astrofizikalnih področjih.
Štiri glavne znanstvene teme projekta so: Osončje, Galaksija, temni sektor in spremenljivi in tranzientni izvori.
Pozornost Osončju
Mala telesa Osončja, kot so asteroidi, transneptunski objekti in kometi, so ostanki iz časov nastajanja Osončja. V lastnostih njihovih tirnic, velikosti in sestavi je zapisana zgodovina medsebojnih trkov, motenj planetov in drugih procesov, ki so oblikovali mlado Osončje. Njihovo razumevanje v »domačem« sistemu je pomembno tudi za teorije nastanka in razvoja drugih planetarnih sistemov. LSST naj bi povečal število znanih malih teles za deset- do stokrat.
Druga motivacija za tovrstna opazovanja je nekoliko manj znanstvena, a morda še pomembnejša: posebna skupina asteroidov, imenovana blizuzemeljski objekti (NEOs), bi lahko bila nevarna za Zemljo. Približno petina jih je namreč na tirnicah, ki se Zemlji približajo na manj kot 20 razdalj Zemlja–Luna. Ob manjših perturbacijah bi se lahko kateremu od njih tirnica tako spremenila, da bi prečkala Zemljino in bi se morda celo zgodil trk. LSST naj bi našel 90 odstotkov blizuzemeljskih objektov, večjih od 140 metrov.
Zahtevno
Veliko podatkov o Galaksiji nam še pred začetkom opazovanj z LSST daje satelit evropske vesoljske agencije Gaia, katerega cilj je opazovanje kar milijarde zvezd v njej. Pa vendar deluje Gaia v primerjavi z LSST skoraj zastarelo: slednji bo prečesal veliko večji del Galaksije, opazoval bo tisočkrat temnejše objekte kot Gaia in jih detektiral okoli 20-krat več ter s tem pridobil veliko boljši cenzus zvezdne populacije.
Z dobrim poznavanjem naše galaksije (ki je, kot kaže, precej tipična) in njene okolice pa lahko izboljšamo razumevanje procesov, ki zaznamujejo nastanek in razvoj drugih galaksij.
Temni sektor
Med največje uganke astronomije (in fizike nasploh) sodita temna snov in temna energija. Običajna snov, ki sestavlja zvezde, planete, plin, predstavlja le okrog 5 odstotkov mase oziroma energije vesolja. Približno 27 odstotkov vesolja je v obliki temne snovi, ki je ne vidimo, dobro pa opazimo njen gravitacijski vpliv na običajno, vidno snov. »Temna« jo imenujemo, ker ne oddaja svetlobe in ker ne poznamo njene sestave. Preostalih 68 odstotkov vesolja je v obliki temne energije, ki povzroča pospešeno širjenje vesolja. O tej ni znano tako rekoč nič.
LSST bo pomagal pri proučevanju narave in porazdelitve temne snovi in temne energije predvsem z natančnim slikanjem galaksij in gravitacijskega lečenja, ki ukrivlja pot svetlobe iz oddaljenih galaksij in njihove slike bolj ali manj popači. Z opazovanji velikega števila supernov tipa Ia na velikem delu neba bo LSST pomagal pri merjenju hitrosti širjenja vesolja in s tem narave temne energije.
Spremenljivi
Spremenljive in nove objekte bo identificiral s primerjavo novega posnetka posameznega dela neba s prejšnjimi posnetki. Pri tem je cilj, da v pičlih 60 sekundah prečeše vse prejšnje podatke, zanesljivo ugotovi, ali gre za realen astrofizikalni objekt (in ne le za kak pojav v atmosferi ali instrumentalno napako), po možnosti pa tudi, za kakšne vrste objekt gre, in pošlje sporočilo o tem znanstvenikom, ki proučujejo te vrste objekte. Še posebno zanimive objekte bodo nato dodatno opazovali z drugimi teleskopi in sateliti, da sestavijo celovitejšo sliko pojava.
LSST in raziskave v Sloveniji
Astrofiziki na Univerzi v Novi Gorici smo vključeni v ta del raziskav z LSST, saj imamo dolgoletne izkušnje pri proučevanju kratkotrajnih oziroma tranzientnih dogodkov. Že 15 let se ukvarjamo z izbruhi sevanja gama – silovitimi eksplozijami, ki nastanejo ob smrti zelo masivnih, vrtečih se zvezd, in ob zlitju dveh nevtronskih zvezd. Ob slednjem naj bi nastali tudi močni gravitacijski valovi, ki bi jih lahko, če bi se zlitje zgodilo v relativno bližnjem vesolju, zaznala observatorija LIGO in Virgo.
Obenem z gravitacijskimi valovi naj bi nastala tudi sevanje gama (očem nevidna svetloba zelo kratkih valovnih dolžin), ki ga lahko detektira na primer Nasin satelit Fermi, in vidna svetloba, ki bi jo lahko zaznali s teleskopi na Zemlji. Ker gravitacijski detektorji ne morejo zelo natančno določiti položaja izvora na nebu, so za iskanje tako imenovanih elektromagnetnih dvojnikov teh dogodkov in natančno določitev lokacije na nebu, denimo galaksije gostiteljice, ključnega pomena širokokotni instrumenti. V novi dobi »astronomije gravitacijskih valov«, ki se je začela pred dvema letoma s prvo neposredno detekcijo gravitacijskih valov z observatorijem LIGO, bo tako LSST imel pomembno vlogo.
Drugo področje, ki je v zadnjih petih letih postalo vroča tema astrofizike tranzientnih pojavov in na katerem aktivno delujemo tudi na novogoriški univerzi, so dogodki plimskih raztrganj zvezd. Približno enkrat na leto se v eni od sto tisoč galaksij zgodi, da neko zvezdo zanese preblizu črni luknji v središču galaksije. Plimska sila črne luknje pri tem zvezdo raztrga, njeni ostanki pa močno zasvetijo.
Pojav vidimo kot blisk iz središča te galaksije in lahko traja več mesecev ali celo let. Čeprav je pojav poleg drugih teoretično obravnaval tudi znani britanski astrofizik in kraljevi astronom sir Martin Rees že v 80. letih prejšnjega stoletja, so opazovalni dokazi začeli prihajati šele v zadnjih petih do desetih letih in je doslej znanih le nekaj deset primerov. LSST naj bi jih odkril več tisoč na leto.
Eden najpomembnejših projektov v astrofiziki prihodnjega desetletja
LSST je gotovo eden najpomembnejših projektov v astrofiziki prihodnjega desetletja. S svojo velikansko zbirko podatkov bo korenito spremenil raziskave na številnih področjih astrofizike. Sodelovanje pri več kot pol milijarde dolarjev vrednem globalnem projektu je povezano tudi z ustreznim finančnim vložkom. Slovenija bi morala svoje sodelovanje v kratkem »podkrepiti« s prispevkom, ki znaša manj kot polovico promila vrednosti projekta.
Ali bomo v za raziskave ne preveč rožnatih razmerah pri nas našli ta sredstva, je še vprašanje. Nedvomno je LSST primer globalne znanosti v globalnem svetu. Sodelovanje pri raziskavah na vrhuncu tehnoloških in znanstvenih zmogljivosti tudi manjšim državam odpira možnosti za zagotavljanje stika z znanjem, ki bo v prihodnjih letih in desetletjih nujno potrebno za razvoj družbe. Tudi z omejevanjem bega možganov že pred in med študijem ali tik po njem, ki ga omogočanje te vrste sodelovanja dokazano zmanjšuje.
