W obserwatorium astronomicznym w Piwnicach pod Toruniem znajduje się największy w Polsce teleskop optyczny i największy w Europie Środkowej radioteleskop. Jest tam też model Układu Słonecznego w skali 1 do 10 miliardów. No i są astronomowie, którzy kosmos podają jak na dłoni.

 

Czytanie z tęczy

Współczesne teleskopy badawcze to nie lunety, przez które patrzymy na gwiazdy – tłumaczy profesor Andrzej Strobel z Uniwersytetu Toruńskiego, gospodarz obserwatorium w Piwnicach. Oko ludzkie nie nadaje się do takich obserwacji. – Teleskopy optyczne to potężne urządzenia, których zadaniem jest uchwycenie jak największej ilości światła gwiazd. A gdy już je „złapią”, to rozkładają je w... tęczę, podobną do tęczy słonecznej. Fizycy tą tęcze nazywają widmami. To głównie z nich naukowcy wyczytują informacje o gwiazdach i innych obiektach na niebie. Jednym z pierwszych, którzy badali „tęcze” gwiazdowe był o. Angelo Secchi, jezuita. Był astronomem i założycielem Obserwatorium Watykańskiego w Castel Gandolfo. Od 1900 roku jego prace rozwijała Annie Cannon z Harvard College Observatory. W ciągu 25 lat zebrała „tęcze” aż ćwierć miliona gwiazd. W Piwnicach znajduje się teleskop, na którym pracowała. To jeden z najsłynniejszych teleskopów świata. – Ma ogromną wartość historyczną. Poza tym, to już tylko 180 kg szkła i metalu – śmieje się profesor. Początkowo z tęcz gwiazdowych odczytywano tylko temperatury gwiazd. Dziś astronomowie potrafią z nich odczytać znacznie więcej jak daleko jest gwiazda, z czego jest zbudowana, jak się porusza, jaki jest jej wiek. 99 procent znanych informacji o gwiazdach wyczytano właśnie z gwiazdowych „tęcz”. Bez tych badań nie wiedzielibyśmy, że bywają gwiazdy tak olbrzymie, iż mogą zmieścić w sobie milion globów ziemskich, a także tak małe, jak miasteczko. 

 

Astronom marznie

Teleskop optyczny w Piwnicach liczy 46 lat. – Dziś w Europie nie buduje się już wielkich teleskopów – mówi profesor Stobel. – Za mało tu pogodnych nocy sprzyjających obserwacjom. Największe teleskopy optyczne buduje się w miejscach, gdzie jest dużo pogodnych nocy, np. w Południowej Afryce czy południowej Ameryce, w Andach. „Nasz” teleskop służy głównie szkoleniu studentów. Ale jest też wykorzystywany do badań naukowych, np. ciasnych gwiazd podwójnych. – To gwiazdy, które są tak blisko siebie, że materia z jednej gwiazdy może przepływać  do drugiej. Może to prowadzić do wybuchów gwiazd – tłumaczy profesor, gdy nagle rozlega się szum silników. Profesor uruchamia obrotową kopułę obserwatorium. Słychać tykanie zegara, „pokazującego” teleskopowi, jak ma się obracać, by śledzić gwiazdę. – Aby przeprowadzić dobrą obserwację, czekamy na pogodną, długą, ciemną i zimną noc. Astronom wówczas nieco marznie – mówi z uśmiechem – ale wtedy są najlepsze warunki do obserwacji. Jeśli gwiazda jest jasna, obserwacja trwa kilka minut. Jeśli słaba, to obserwacje trwają godzinami. Łapanie światła gwiazdy i pozyskiwanie tęczy wydaje się proste. Teleskop śledzi gwiazdę. Jej światło wpada do niego, i następnie za pomocą luster jest skupiane i kierowane do spektrografu. Spektrograf to „skrzynka”, w której światło jest rozkładane w tęczę. Specjalna kamera mierzy każdy punkt w tej tęczy. Wszystkie pomiary zapisuje komputer. – Tak wygląda typowa obserwacja astronomiczna.

Wielka frajda 

Jeżeli teleskop optyczny służy do łapania światła, to radioteleskop wychwytuje fale dźwiękowe. A tych w kosmosie jest mnóstwo. – Te fale są podobne do tych, jakie mamy w radiu, ale są nieuchwytne dla naszego ucha – mówi pan Janusz Mazurek, elektronik. Razem z astronom Grażyną Gawrońską pokazują sterownię radioteleskopu. – Przekonajmy się, czy da się podsłuchać szum z kosmosu – zachęca. Majstruje przy szafie sterowniczej. Słychać trzaski. W końcu łagodny sygnał. – O, teraz mamy taki szum. Można go przyrównać do szumu po zakończeniu programu telewizyjnego. Radioteleskop stoi na otwartym polu. Jego serce znajduje się w środku 32-metrowej czaszy. Specjalne urządzenia wychwytują fale radiowe.  – Raz wpada do czaszy więcej sygnałów, raz mniej. Zdarza się, że w obserwacji biorą udział radioteleskopy z wielu krajów. – Obserwujemy wtedy kosmos jakby anteną wielkości globu ziemskiego – mówi pan Janusz.  Dzięki tak zebranym informacjom uzyskuje się precyzyjne mapy nieba. W ten sposób bada się obiekty oddalone od Ziemi nawet o miliardy lat. Można poznać przeszłość – oglądamy bowiem kosmos sprzed milionów a nawet miliardów lat. Obserwujemy obiekty niebieskie na różnych etapach ich rozwoju. To wielka frajda – z entuzjazmem przekonuje pan Janusz.  

 

Gwiezdne zegary

Pani Grażyna uruchamia radioteleskop. Potężny talerz o wielkości 10-piętrowego budynku łagodnie się obraca. – Tym teleskopem obserwujemy m.in. pulsary – mówi astronom. – To gwiazdy, które wysyłają sygnały (pulsy) z dokładnością co do ułamków sekundy. Są najdokładniejszymi zegarami we wszechświecie.  Jeśli sygnał się opóźnia, oznacza to, że między radioteleskopem a pulsarem znajduje się jakieś zjawisko. Właśnie obserwując pulsary, najsłynniejszy polski astronom, profesor Aleksander Wolszczan, odkrył planety spoza Układu Słonecznego. Odkrycia dokonał za pomocą największego na świecie radioteleskopu w Arecibo na wyspie Puerto Rico.    Dzięki radioteleskopom można badać kosmos, ale i Ziemię. – Można określić z dokładnością co do centymetra odległość dzielącą Amerykę od Europą. Można udowodnić, że Atlantyk się rozrasta albo, że znika Morze Śródziemne, bo Afryka podpływa pod Europę – wyliczają naukowcy.