ROSJANIE ZATOPILI GIGANTYCZNY TELESKOP
Rosyjscy naukowcy uruchomili jeden z największych na świecie podwodnych teleskopów kosmicznych. Dzięki niemu z głębin jeziora Bajkał będziemy mogli zajrzeć w głąb Wszechświata. W projekcie biorą udział naukowcy z Polski.
Bajkał jest najstarszym i najgłębszym jeziorem na świecie, a pod względem powierzchni drugim jeziorem w Azji i siódmym na świecie. Jego przejrzyste wody idealnie nadają się do tego, aby zatopić w nim niezwykły podwodny teleskop przeznaczony do obserwacji neutrin, jednych z najbardziej ulotnych i tajemniczych cząstek elementarnych, które znamy.
Neutrina są emitowane w reakcjach jądrowych – przede wszystkim we wnętrzu gwiazd oraz podczas kosmicznych kataklizmów, w których dochodzi do rozpadu jąder atomów.
PODLODOWY TELESKOP NEUTRINOWY
Pomysł był taki, aby z miliardów kosmicznych neutrin złapać choć niektóre z nich – te, które od czasu do czasu trafiają bezpośrednio w jądra ziemskich atomów. Istnieje wtedy nikła szansa, że nastąpi reakcja, w której powstaną inne cząstki – elektrycznie naładowane, a te wyemitują błysk błękitnego światła zwanego promieniowaniem Czerenkowa.
Prawdopodobieństwo takiej reakcji jest niezwykle małe, więc neutrinowe detektory muszą mieć ogromne rozmiary, aby cokolwiek zarejestrować. No i muszą być wykonane z substancji przezroczystej dla światła, żeby można było dostrzec i wykryć rzadkie błyski promieniowania Czerenkowa.
Najlepiej nadaje się do tego woda lub lód, w których rozmieszczona jest sieć fotopowielaczy rejestrujących błyski światła.
Dziewicze wody Bajkału są bardzo czyste, więc fotopowielacze mogą rejestrować błyski światła z dużej odległości. Poza tym jezioro zamarza zimą.
– Pokrywa lodu ma grubość kilkudziesięciu centymetrów, dzięki czemu zimą można prowadzić przy teleskopie prace przy użyciu ciężkiego sprzętu, np. samochodów ciężarowych czy pojazdów gąsienicowych. Jest to dużo prostsze i tańsze niż używanie floty okrętów badawczych wraz z załogami – tłumaczy Paweł Malecki, profesor w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, kierownik krakowskiej grupy naukowców, którzy biorą udział w budowie i obsłudze teleskopu Baikal-GVD.
1,3 TYS. METRÓW
Pierwsza część tego teleskopu zaczęła działać w 2015 r., a zimą tego roku zakończono pierwszą fazę jego rozbudowy.
Teleskop jest zatopiony cztery kilometry od brzegu, gdzie Bajkał ma ok. 1,3 tys. metrów głębokości. Składa się z obecnie ośmiu niezależnych klastrów fotopowielaczy. Każdy z nich to osiem lin zakotwiczonych w dnie i utrzymywanych w pionie przez boje. Na każdej z lin nanizanych jest po 36 szklanych fotopowielaczy rozmiaru piłki plażowej.
– Każdy z nich rejestruje światło w nieco innym czasie, dzięki czemu można odtworzyć dosyć dokładnie „ścieżkę”, po jakiej poruszała się cząstka wtórna, można więc wskazać z dużą dokładnością odległe źródło neutrin – wyjaśnia Konrad Kopański z IFJ PAN.
POLOWANIE NA BLAZARY
Jakich odkryć spodziewają się naukowcy?
– Teleskop ma obserwować neutrina pochodzące ze źródeł astrofizycznych. Zarówno spoza naszej Galaktyki, jak aktywne jądra innych galaktyk, błyski gamma, blazary, jak i z centrum naszej Galaktyki, np. okolic naszej czarnej dziury Sgr A* – mówi prof. Malecki.
Proces zbierania danych jest żmudny i wymaga czasu, ale postępy powinny być widoczne w ciągu najbliższych lat.
Polscy naukowcy biorą udział w budowie teleskopu od 2016 r. Uczestniczyli w kilku zimowych ekspedycjach, w czasie których instalowano w Bajkale kolejne klastry fotopowielaczy. Obecnie zajmują się analizą danych, tworzą symulacje propagacji światła w wodzie oraz opracowują system kalibracji laserowej teleskopu, co pozwoli zwiększyć jego dokładność.