Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERC, European Research Council) przyznała 3 mln euro na realizację projektu HYADES, w ramach którego powstanie dedykowany teleskop kosmiczny do obserwacji wodoru i deuteru wokół małych ciał w Układzie Słonecznym. Celem projektu jest ustalenie pochodzenia wody na naszej planecie oraz poszukiwanie nowych, nieznanych dotąd rezerwuarów wody w Układzie Słonecznym i innych układach planetarnych. Pięcioletni projekt realizowany będzie na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.
Satelita projektu HYADES. Wizja artystyczna.
Woda to jeden z najważniejszych związków chemicznych potrzebnych do rozwoju życia. Cząsteczki wody są również powszechnie obecne w kosmosie, m.in. stanowią główny składnik, z którego zbudowane są komety. Bezpośrednia obserwacja kometarnej wody jest jednak bardzo trudna.
„Znacznie łatwiej jest zaobserwować atomy wodoru uwolnione w gazowych otoczkach komet wskutek rozpadu cząsteczek wody”,
powiedział Michał Drahus, kierownik projektu HYADES. Atomy te emitują bardzo dużą ilość światła poprzez tzw. linię Lyman alfa, co czyni z nich niezwykle czuły „detektor” kometarnej wody. Zarówno tej zwykłej, jak i jej cięższych wariantów, o których obecności świadczy deuter – jedyny stabilny izotop wodoru. Jednak obserwacja kometarnej linii Lyman alfa jest również bardzo trudna, gdyż znajduje się ona w zakresie dalekiego ultrafioletu i jest całkowicie pochłaniana przez ziemską atmosferę. Aby ominąć tę przeszkodę, w ramach projektu HYADES powstanie nowy satelita, zaprojektowany specjalnie do obserwacji linii Lyman alfa w warunkach kosmicznych, tj. poza ziemską atmosferą.
Dzięki bezprecedensowej czułości na wodór, w tym także deuter, nowe narzędzie pozwoli naukowcom z UJ poszukać odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące bliskiego Wszechświata.
„Przede wszystkim, przetestujemy różne grupy komet jako możliwe źródło wody na Ziemi”,
powiedział Michał Drahus. Zgodnie z najnowszą wiedzą, nasza planeta uformowała się praktycznie bez wody, dlatego naukowcy poszukują źródła ziemskich oceanów w kosmosie. Zespół krakowskich badaczy wyznaczy stosunek deuteru do podstawowego izotopu wodoru w obserwowanych kometach i sprawdzi, czy te wartości zgadzają się ze składem izotopowym wody w ziemskich oceanach.
„W ciągu ostatnich 35 lat podobne badania przeprowadzono z największym trudem dla 12 komet i uzyskano niejednoznaczne wyniki”,
powiedział Michał Drahus.
„W ramach projektu HYADES przebadamy pod tym kątem około 50 komet i to zaledwie w 3 lata!”,
dodał Michał Drahus. Badania pozwolą również określić miejsce i czas powstania komet podczas formowania się Układu Słonecznego.
Naukowcy z UJ wykorzystają również niezwykłe możliwości satelity do poszukiwania nieznanych dotąd zasobów wody w Układzie Słonecznym. Zbadają pod tym kątem m.in. grupę planetoid przypominających swym wyglądem komety.
„Uzyskane informacje na temat sublimacji lodu wodnego z tych ciał dadzą nam unikalny wgląd w zawartość wody w pasie głównym planetoid”,
powiedział Michał Drahus. Potwierdzenie istnienia nowego rezerwuaru wody w tak bliskiej odległości od Słońca miałoby ogromne znaczenie w kontekście badań nad pochodzeniem ziemskich oceanów a także historią naszego układu planetarnego. Zespół HYADES przeprowadzi również podobne badania dla przyszłych obiektów międzygwiazdowych przemierzających Układ Słoneczny.
„Obiekty te mają niesłychane znaczenie dla nauki, gdyż uformowały się wokół innych gwiazd, w związku z czym przynoszą nam unikalne informacje o swoich macierzystych układach planetarnych”,
powiedział Michał Drahus. Do dnia dzisiejszego zidentyfikowano jedynie dwóch przybyszów z odległych zakątków Galaktyki, 1I/‘Oumuamua w 2017 roku i 2I/Borisov w 2019 roku. Naukowcy liczą jednak na kolejne odkrycia już w niedalekiej przyszłości w związku z planowanym uruchomieniem gigantycznego przeglądu nieba LSST o niespotykanej dotąd czułości. Przyszłe badania kolejnych obiektów międzygwiazdowych przy pomocy nowego satelity pozwolą określić zawartość wody w małych ciałach z innych układów planetarnych, a także lepiej zrozumieć przyczyny zagadkowych anomalii orbitalnych przy braku wykrywalnego pyłu – takich jak zaobserwowano dla ‘Oumuamua.
Satelita projektu HYADES. Wizja artystyczna.
Projekt HYADES został opracowany przez zespół w składzie: Michał Drahus, Piotr Guzik i Mikołaj Sabat – Obserwatorium Astronomiczne UJ, oraz Tomasz Kawalec – Instytut Fizyki UJ.
Kierownik projektu Michał Drahus jest astronomem. W swojej pracy badawczej interesuje się kometami i innymi małymi ciałami w Układzie Słonecznym. Urodził się w Krakowie, gdzie w 2005 roku uzyskał tytuł magistra astronomii na Uniwersytecie Jagiellońskim. W 2010 roku uzyskał stopień doktora na Uniwersytecie w Getyndze. W kolejnych latach prowadził badania na uczelniach kalifornijskich UCLA i Caltech. Na UJ powrócił w 2014 roku jako stypendysta programu NCN FUGA. Obecnie kieruje zespołem naukowym utworzonym w ramach grantu NCN SONATA BIS. W swoich badaniach korzysta z najlepszych na świecie teleskopów astronomicznych, takich jak naziemne teleskopy Kecka, Gemini i VLT oraz kosmiczny teleskop Hubble’a. Jak sam podkreśla,
„projekt HYADES i przyznany grant ERC są łaską i darem od Boga”.
ERC od 2008 roku przyznaje granty na badania podstawowe prowadzone na terenie Unii Europejskiej i państw stowarzyszonych. Consolidator Grant jest przeznaczony dla osób od 7 do 12 lat po doktoracie. Maksymalna wysokość grantu to 2,0 mln euro, choć w szczególnych przypadkach może zostać zwiększona do 3,0 mln euro. Projekty mogą dotyczyć wszystkich dziedzin nauki.
Źródło: oa.fais.uj.edu.pl
