Obserwatorium Very Rubin to znacznie więcej niż tylko kolejny potężny teleskop. To nowa filozofia prowadzenia badań astronomicznych, oparta na wielkich zbiorach danych i systematycznym obserwowaniu zmian zachodzących w czasie na kosmiczną skalę. Zamiast patrzeć przez symboliczną „dziurkę od klucza” na wybrane fragmenty kosmosu, po raz pierwszy otworzymy szeroko drzwi, by zobaczyć go w całej jego dynamice i złożoności.Spoglądając w nocne niebo, można odnieść wrażenie, że patrzymy na majestatyczny, ale niezmienny obraz. Przez tysiąclecia gwiazdy i galaktyki wydawały się ludzkości stałymi punktami odniesienia w kosmicznej pustce. Jednak w rzeczywistości wszechświat jest dynamicznym miejscem, pełnym gwałtownych zdarzeń, subtelnych zmian i obiektów w nieustannym ruchu. Każdej nocy rozbłyskują i gasną supernowe, planetoidy przemierzają Układ Słoneczny, a odległe kwazary pulsują energią.
Aby uchwycić tę kosmiczną dynamikę, powstaje rewolucyjne narzędzie – Obserwatorium Very Rubin. To przedsięwzięcie ma po raz pierwszy w historii pozwolić nam oglądać kosmos nie jako serię statycznych fotografii, ale jako pełnometrażowy film. Zmieni to fundamentalnie sposób, w jaki prowadzimy badania astronomiczne. Oto cztery najbardziej zaskakujące fakty na temat teleskopu, który wkrótce odsłoni przed nami zupełnie nowe oblicze wszechświata.
Nosi imię badaczki, która odkryła, że brakuje 85% wszechświata
Obserwatorium zawdzięcza swoją nazwę Verze Rubin, amerykańskiej astronomce, której praca wstrząsnęła podstawami kosmologii. Była pionierką badań nad zagadką, która do dziś pozostaje jednym z największych wyzwań nauki – ciemną materią. Obserwując ruch galaktyk, Rubin zauważyła coś, co wydawało się sprzeczne z prawami fizyki: gwiazdy na ich odległych krańcach poruszały się równie szybko, co te znajdujące się blisko centrum. Zgodnie z naszą wiedzą o grawitacji, tak szybko rotujące galaktyki powinny się po prostu rozlecieć.
Implikacje tego odkrycia były ogromne. Musiała istnieć jakaś niewidzialna masa, która swoją potężną grawitacją utrzymywała te galaktyczne struktury w całości. Praca Very Rubin dostarczyła pierwszych mocnych, obserwacyjnych dowodów na istnienie tej tajemniczej substancji, którą dziś nazywamy ciemną materią. W swojej karierze Rubin musiała stawiać czoła licznym wyzwaniom związanym z płcią w zdominowanym przez mężczyzn świecie nauki, torując drogę kolejnym pokoleniom badaczek.
Nazwanie jej imieniem obserwatorium, którego jednym z głównych celów jest właśnie badanie natury ciemnej materii i ciemnej energii, jest więc niezwykle adekwatnym hołdem. To kontynuacja jej dziedzictwa na bezprecedensową skalę.
To nie aparat, a raczej kosmiczna „kamera poklatkowa”
Rewolucyjność Obserwatorium Very Rubin nie polega na tym, że będzie ono, jak większość wielkich teleskopów, skupiać się na długotrwałym badaniu pojedynczych, wybranych obiektów. Jego misja jest znacznie szersza. Głównym zadaniem teleskopu będzie realizacja projektu Legacy Survey of Space and Time (LSST), czyli największego w historii przeglądu nieba. Celem jest regularne skanowanie całego dostępnego nieba południowego co kilka nocy, bez przerwy, przez co najmniej dziesięć lat.
W wyniku tego projektu powstanie coś, co można opisać jako film poklatkowy ukazujący Wszechświat w wysokiej rozdzielczości. Zamiast pojedynczych klatek, astronomowie otrzymają dynamiczny obraz, na którym widać, jak kosmos zmienia się w czasie. Takie podejście jest przełomowe, ponieważ pozwoli na bieżąco wykrywać zjawiska przejściowe – obiekty, które nagle zmieniają swoje położenie lub jasność. Dzięki temu naukowcy będą mogli śledzić wybuchy supernowych, identyfikować potencjalnie zagrażające Ziemi planetoidy, monitorować zmienność kwazarów i odkrywać zupełnie nowe, nieznane dotąd typy kosmicznych zdarzeń.
Porusza się z prędkością sprintera, a jego aparat ma wielkość samochodu
Aby zrealizować ambitny cel regularnego skanowania całego nieba, Obserwatorium Very Rubin musi działać z niezwykłą prędkością i precyzją. Prędkość obrotu kopuły i teleskopu sięga 10 metrów na sekundę – to tempo, z jakim biegał Usain Bolt. Taka zwinność w przypadku instrumentu ważącego setki ton jest wynikiem genialnych innowacji inżynieryjnych. Cała konstrukcja pływa na cienkiej warstwie oleju hydraulicznego i jest poruszana za pomocą specjalnych silników liniowych, co pozwala na błyskawiczne i płynne zmiany pozycji.
Ta niesamowita zwinność jest mechanicznym sercem projektu opartego na filozofii „kosmicznej kamery poklatkowej”, umożliwiając teleskopowi uchwycenie całego południowego nieba co kilka nocy. Ale ta prędkość stwarza kolejne wyzwanie o równie monumentalnej skali: zarządzanie lawiną danych. Sercem obserwatorium jest największy cyfrowy aparat fotograficzny, jaki kiedykolwiek zbudowano. Jego matryca ma rozdzielczość 3200 megapikseli (czyli 3,2 gigapiksela), a całe urządzenie jest wielkości małego samochodu i waży prawie 2800 kg. Ta potężna kamera będzie rejestrować obrazy tak szerokich fragmentów nieba, że na jednym zdjęciu zmieściłoby się aż 45 tarcz Księżyca w pełni.
System ten będzie generował niewyobrażalną ilość danych – co najmniej 15 terabajtów każdej nocy. Przetworzenie takiej informacji wymagało stworzenia globalnej sieci centrów danych, która obejmuje ośrodki w Chile, Stanach Zjednoczonych i Europie. Jedno z kluczowych centrów, które odegra ważną rolę w analizie danych, powstaje w Polsce, w Poznaniu. To świadectwo zmiany paradygmatu w astronomii, którą doskonale podsumowują słowa prof. Agnieszki Pollo:
Astronomia, która teraz ewoluuje, to coraz bardziej jest astronomia wielkich przeglądów, wielkich danych, wielkich projektów. To już nie są pojedynczy ludzie obserwujący sobie pojedyncze obiekty swoimi małymi teleskopami. I jeżeli chcemy być w tym głównym obiegu naukowej informacji i robić prawdziwe odkrycia, to musimy w tych wielkich projektach być.
Jego największym odkryciem może być coś, czego nikt się nie spodziewa
Obserwatorium Very Rubin ma jasno zdefiniowane cele naukowe: zbadanie natury ciemnej energii i ciemnej materii, stworzenie szczegółowej mapy Układu Słonecznego, zbadanie struktury Drogi Mlecznej i śledzenie zjawisk przejściowych. Jednak wielu naukowców przyznaje, że najbardziej ekscytująca jest perspektywa odkryć, których nikt nie jest w stanie przewidzieć.
Po raz pierwszy w historii naukowcy otrzymają tak ogromny, kompletny i spójny zbiór danych o dynamicznym wszechświecie. Taka ilość informacji, obejmująca miliardy obiektów obserwowanych regularnie przez dekadę, stwarza niemal nieograniczone możliwości dostrzeżenia zupełnie nowych, nieznanych dotąd zjawisk fizycznych, typów obiektów czy wzorców w wielkoskalowej strukturze kosmosu. Historia nauki uczy, że rewolucyjne instrumenty często prowadzą do rewolucyjnych, nieoczekiwanych odkryć.
Ten entuzjazm i otwartość na nieznane najlepiej oddaje wypowiedź prof. Agnieszki Pollo, kierującej pracami polskiego konsorcjum Obserwatorium Very Rubin:
Więc moje największe oczekiwanie jest takie, że znajdziemy tam coś, czego się w ogóle nie spodziewamy. I to oczywiście będzie najfajniejsze.
Obserwatorium Very Rubin to znacznie więcej niż tylko kolejny potężny teleskop. To nowa filozofia prowadzenia badań astronomicznych, oparta na wielkich zbiorach danych i systematycznym obserwowaniu zmian zachodzących w czasie na kosmiczną skalę. Zamiast patrzeć przez symboliczną „dziurkę od klucza” na wybrane fragmenty kosmosu, po raz pierwszy otworzymy szeroko drzwi, by zobaczyć go w całej jego dynamice i złożoności.
Przeczytaj więcej: 
