21 maja obchodzimy Światowy Dzień Kosmosu. W badaniach, które pozwalają lepiej zrozumieć Wszechświat, uczestniczą naukowcy z Uniwersytetu Łódzkiego.
Od tysiącleci ludzie spoglądali w niebo, szukając odpowiedzi na pytania dotyczące wszelkich aspektów ich egzystencji. Ludzkie oko jest jednak bardzo niedoskonałym instrumentem. Chociaż dostrzegamy nim mnogość barw, to obejmują one tylko znikomy zakres energii fotonów, tj. cząstek światła powstałych w różnego typu obiektach kosmicznych. Z biegiem czasu nauczono się jednak budować instrumenty, które pozwalają badać fotony o energiach będących wiele rzędów wielkości mniejszych lub większych od zakresu światła widzialnego.
Najbardziej energetyczne cząstki „światła” zawierają się w zakresie promieniowania gamma. Fotony promieniowania gamma są co najmniej milion, a typowo miliard do bilion razy bardziej energetyczne niż światło, które rejestrujemy naszymi oczami. Promieniowanie gamma przekazuje nam informacje na temat najbardziej gwałtownych procesów we wszechświecie zachodzących w obiektach o skrajnych warunkach takich, jak: pozostałości po wybuchających masywnych gwiazdach (tzw. supernowe), masywnych układach gwiazdowych, gwiazdach neutronowych, czy centralnych regionach galaktyk zawierających super-masywne czarne dziury.
Badając promieniowanie gamma, wykorzystujemy atmosferę naszej Ziemi. Fotony, docierając do nas ze źródeł kosmicznych, oddziałują z jądrami atmosfery powodując powstawanie tysięcy wtórnych cząstek. Kaskada tych cząstek w trakcie pokonywania naszej atmosfery wysyła tzw. promieniowanie Czerenkowa. Choć jest ono emitowane częściowo w zakresie dla nas widzialnym, to błyski te są jednak zbyt słabe i zbyt krótkie abyśmy mogli dostrzec je ludzkim okiem. Jednakże budując specjalne teleskopy, będące w stanie wykrywać te nanosekundowe błyski światła, możemy badać promieniowanie gamma.
Od dwudziestu lat grupa naukowców z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego jest członkiem Współpracy MAGIC – międzynarodowej grupy naukowców, która zbudowała i wykorzystuje do badań teleskopy o tej samej nazwie. W ostatnich latach obserwacje teleskopami MAGIC przyniosły wiele ciekawych odkryć, które pozwalają lepiej zrozumieć kosmos.
Dzięki tym teleskopom wiemy, że tzw. pulsary, to jest gwiazdy neutronowe powstałe z jąder gwiazd zmiażdżonych w wyniku ich wybuchu do rozmiaru zaledwie 10 kilometrów, emitują promieniowanie gamma. Teleskopy MAGIC wykrywają emisję promieniowania gamma z odległych galaktyk. Powstała ona wtedy, gdy nie istniała jeszcze Ziemia, a Wszechświat był o połowę młodszy niż jest teraz – mówi prof. Julian Sitarek z UŁ.
Ostatnio obserwacje teleskopami MAGIC pokazały, że enigmatyczne błyski gamma, powstające prawdopodobnie w wyniku wybuchu masywnych gwiazd w młodym wszechświecie, również emitują promieniowanie w zakresie bardzo wysokich energii. W ten sposób naukowcy próbują zgłębić tajemnicę powstania Wszechświata.
Grupa astrofizyków z Katedry Astrofizyki Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego jest zaangażowana w prace przygotowujące obserwatorium Czerenkowskie nowej generacji (tzw. Cherenkov Telescope Array, CTA). Od kilku lat łódzcy naukowcy są także członkami współpracy CTA/LST, której zadaniem jest zbudowanie i oddanie do użytku największego dotąd typu teleskopów – Large-Sized Telescope (LST).
CTA pozwoli nam badać obiekty o rząd wielkości słabsze, niż najsłabsze źródła wykrywane przy użyciu obecnej generacji teleskopów czerenkowskich, takich jak MAGIC. Teleskopy LST rozszerzą zakres energii dostępny dla CTA i pozwolą nam badać z niespotykaną dokładnością pulsary, odległe galaktyki, błyski gamma. Dadzą odpowiedzi na temat natury tych obiektów, jak i całego Wszechświata, ale być może przyniosą również nowe pytania, o których jeszcze nie mamy pojęcia – dodaje prof. Włodzimierz Bednarek z UŁ.
źródło: UŁ