Od temnega veka do prve svetlobe

Prof. dr. Maruša Bradač je dobit­nica projekta Evropskega raz­iskovalnega sveta (ERC) z naslovom Firstlight (Prva svetloba) v vrednosti nekaj več kot dva milijona evrov za obdobje prihodnjih petih let. V projektu bo pogled usmerila daleč v zgodovino vesol­ja, ko so nastale prve zvezde in galaksije. Njeno glavno raziskovalno orodje bo teleskop James Webb – njena skupina je zanj razvila eno izmed štirih znanstvenih kamer NIRISS, ki lahko posname spektre celotnega vidnega polja, s čimer bodo v podatkih lahko odkrili tudi objekte, ki jih prej niso poznali.

Po študiju na ljubljanski fakulteti za matematiko in fiziko (FMF) je Marušo Bradač kariera odpeljala najprej v Nemčijo, nato v ZDA. Dolga leta je bila profesorica na Univerzi Davis v Kaliforniji. Zdaj se je vrnila domov. Na FMF bo ustanovila raziskovalno skupino, sodeluje tudi z znanstveniki iz Italije, ZDA in Kanade.

Čestitam za pridobitev sredstev ERC. Kakšen je projekt Firstlight (prva svetloba)?

Glavni cilj tega projekta je raziskovanje kozmične zore. Gre za temo, s katero se že dolgo ukvarjam, zdaj bomo začetek vesolja spoznavali z najnovejšim teleskopom James Webb.

Evropsko financiranje za slovensko astrofizičarko, matematika in zgodovinarja

Na katera vprašanja boste poskušali odgovoriti?

Kako so prve galaksije nastale? Iz česa so sestavljene? Kako se je vesolje iz temnega veka, torej iz časa, ko je bil v njem le nevtralni vodik, spremenilo v ionizirano stanje? Takrat vesolje postane prvič prepustno za vidno svetlobo. To so osrednja vprašanja projekta, posredno pa bomo odgovarjali še, kako so se prve galaksije razvile v galaksije, kakršne poznamo danes, vključno s to, v kateri živimo.

Menite, da boste odkrili kaj znanosti o vesolju še nepoznanega?

Vsekakor in tega se najbolj veselim. Raziskovali bomo z novo tehnologijo – Webbov teleskop nam daje nov pogled v vesolje in že zgodovina nas uči, da smo vsakič, ko smo v nebo usmerili nov teleskop, odkrili nekaj povsem novega. Doživeli smo odkritja, ki jih nismo pričakovali. Zastavljene meritve in opazovanja so pomembni, ampak pri takih projektih je najbolj zanimivo tisto, za kar zdaj sploh ne vemo, da nas čaka.

Webbov teleskop bo pri projektu ERC glavno orodje, vendar ne edino.

Primarno bomo podatke pridobivali od Webba, seveda pa tudi od drugih teleskopov tako na trdnih tleh kot v orbiti. Hubble je še vedno zelo aktiven. Pogosto slišimo, da je Webb nadomestni Hubble, ampak je bolje reči, da gre za komplementarni teleskop. Hubble opazuje vesolje v valovnih dolžinah, ki jih Webb ne zmore. Prav zdaj denimo s Hubblom opazujemo jate galaksij, ki jih bomo pozneje spremljali še z Webbom, torej gre za komplementarne podatke. Poleg tega bomo za projekt pridobivali podatke z radioteleskopa Alma in s Kecko­vega teleskopa na Havajih, pa z Zelo velikega teleskopa (VLT) v Čilu. Kar nekaj teleskopov bomo združili v tem projektu.

Webb je odlično prestal pot do točke L2, pa ohlajanje, umerjanje. Kaj se zdaj dogaja z njim?

Fotografije zvezdnih polj, ki smo jih dobili nedavno, so fenomenalne. Veseli smo teh rezultatov, saj v celotnem polju vidimo ostro sliko, zvezde so v fokusu in željno pričakujemo pogled na daljno vesolje. Posneli smo jih tudi z našo kamero NIRISS, ki smo jo že umerili in deluje odlično. Prav nobenih težav nismo imeli in zadovoljni smo, kako se je vse odvilo.

Že sama izstrelitev je potekala skoraj popolno, tirnice do L2 tako rekoč ni bilo treba popravljati, tako je teleskop porabil zelo malo goriva in mu ga je več ostalo za delovanje v L2. Življenjska doba se je podaljšala na skoraj 20 let in v tem času ga bomo lahko res dodobra izkoristili.

Skoraj neverjetno se zdi, glede na zapletenost projekta, da je šlo vse tako zelo gladko. Pravo tehnološko čudo.

Da, tudi za znanstvenike je to tehnološko čudo. Strah nas je bilo, da bo šlo kaj narobe, in kar nismo mogli verjeti, da teče kot namazano. Zdaj je res videti preprosto, a v ozadju se skriva desetletje vaj, reševanja problemov, prestavljanja izstrelitve, da smo do zadnje podrobnosti dodelali vse postopke. Imeli smo plane B, plane C, že pri izstrelitvi smo menili, da bomo porabili več goriva, da tirnica ne bo tako pravilno dosežena in da bo treba popravljati smer. Vendar nobeden od glavnih rezervnih scenarijev ni bil potreben. Imamo perfektno delujoč teleskop.

Prve fotografije, ki bodo izkazovale vse sposobnosti teleskopa, bodo predvidoma objavili junija. FOTO: Chris Gunn/Nasa/AFP

Kdaj se lahko javnost nadeja prvih posnetkov, na katerih bo vidna vsa zmogljivost Webba?

Pravkar smo ga umerili, trenutno se umerjajo še kamere, potem pa bomo posneli prve znanstvene podatke in ti so namenjeni širši javnosti. Slikal bo objekte, ki jih nekateri že poznajo, saj smo jih videli že s Hubblom. Kateri pa so, je seveda še skrivnost (nasmeh). Prve slike bodo objavili junija. Že ob pogledu na zvezdna polja smo rekli »waw« in prepričana sem, da bo širša javnost zelo zadovoljna z Webbovimi posnetki.

Ostro oko, ki bo zrlo dlje in bolj natančno

Koliko opazovalnega časa ste dobili v okviru projekta Firstlight?

Na račun tega, da smo načrtovali kamero, je naša skupina dobila 200 ur, še 40 ur sem pridobila pri nekem drugem projektu, pri katerem sodelujem. To je zelo lepa številka. Podatke za naš petletni projekt bomo začeli zbirati že julija, torej bodo eni prvih, ki jih bo prispeval Webb. Zelo nas veseli, da bomo tako hitro na vrsti in da bomo lahko že kmalu začeli projekt.

Kako se bo odlikovala skupina, verjetno bo precej mednarodnega sodelovanja?

Skupino bom v okviru projekta ERC oblikovala v Sloveniji. Že imam podoktorsko študentko, raziskovalko iz Avstralije. Pritegnila sem tudi mladega slovenskega raziskovalca, ki se bo vrnil iz Nemčije. Poskušala bom pripeljati naš kader nazaj domov. Veliko je zanimanja med študenti na ljubljanski fakulteti za matematiko in fiziko, kjer poučujem na drugi stopnji. Objavili bomo tudi razpis.

Maruša Bradač raziskuje prve galaksije, temno snov in temno energijo. FOTO: Jože Suhadolnik 

Tudi vi ste se po dolgih letih življenja v tujini vrnili v Slovenijo, kar je za našo znanost brez dvoma odlična novica. Kako se je zgodila selitev iz Kalifornije?

Vesela sem, da sem doma. Želela sem se vrniti, a vseeno se je to zgodilo po spletu okoliščin. V letih 2019/2020 sem bila tu na sobot­nem letu, že takrat smo se pogovarjali o možnostih pridobitve sredstev ERC. Ni namreč dovolj želja, treba je pridobiti sredstva, da lahko enako uspešno nadaljujem raziskovalno delo. Pomembno je dvoje: sredstva, da lahko oblikujem primerljivo skupino, in dostop do teleskopov.

ERC mi bo pravzaprav omogočal še boljše pogoje, kot sem jih imela v ZDA, saj gre za velika finančna sredstva. Še pred tem mi je uspelo tudi pridobiti sredstva ARRS in tako sem z letošnjim letom lahko začela delovati v Sloveniji.

Glede teleskopov pa imam v prihodnjih letih nalogo, da pridobim dostop. Slovenija na žalost še vedno ni vključena v Evropski južni observatorij (ESO), ki ima najboljše teleskope v Čilu. Ti nam manjkajo in poskušali bomo urediti dostop in s tem Sloveniji omogočiti, da postane eno glavnih središč raziskovanj vesolja v Evropi.

Zdi se, da so ZDA zibelka velikih stvari v raziskovanju vesolja. Je bila odločitev za selitev težka?

Čisto preprosto seveda ni bilo. Vendar Evropa se bo postavila na zemljevid najbolj pomembne regije v astronomiji. ESO denimo gradi Ekstremno veliki teleskop (ELT) v Čilu, v ZDA pa se pri nekaterih gradnjah zapleta. Slovenija ima odlično priložnost, da postane del te zgodbe, v kateri se bo rodila »naslednja velika stvar« v astronomiji.

Življenje pa seveda ni samo služba.

Tudi znanje o koncu vesolja je pomembno

V pogovoru za podkast Številke ste omenili, da ste se v tujini vedno počutili tujko.

Da. Ne glede na to, koliko časa živiš v nekem kraju, se vedno počutiš kot tujec. Lahko se prilagodiš, vendar to nikoli ni čisto tvoja kultura. Ko sem se vrnila v Slovenijo, se je pokazalo, koliko mi je vse to manjkalo. Ti pristni odnosi s prijatelji, sosedi. Morda se ne zavedamo: Slovenija je socialna država, v kateri te ni treba biti strah, da boš zbolel in poleg tega še bankrotiral. Takšne povsem življenjske reči so odtehtale, seveda pa ne bi šlo brez priložnosti, ki sem jih dobila na Univerzi v Ljubljani in sredstev ARRS, torej še pred ERC, da sem se odločila za ta korak.

Lahko že naredite kakšno primerjavo med študenti?

Pri nas se mi zdi, da so bolj zagnani, da se bolj potrudijo in da ne pričakujejo, da jim bo vse dano na krožniku. V ZDA mi je to delalo kar preglavice. Študentom, sploh pa mladim raziskovalcem, pustim proste roke pri projektih, sem pa jim vseskozi na voljo za nasvete in usmeritve, če se zatakne. Vendar krmilo ima v rokah študentka ali študent. V ZDA so pogosto pričakovali vsa navodila, kaj in kako, kot predavateljica pa taki filozofiji ne sledim. Tudi ob neuspehih so hitreje krivili profesorje kot sami sebe. Menim, da si je treba oceno priboriti. Študenti ne smejo pričakovati, da jim kot mama ali oče stojimo za hrbtom, ko delajo domačo nalogo.

Astronomija je široka veda, kako ste se znašli na področju prvih galaksij, gravitacijskega lečenja, temne snovi, in ne denimo v planetarni znanosti?

Vseskozi me je to zanimalo in avtomatsko so me raziskave popeljale v svet zunaj naše galaksije, v jate galaksij, temno snov. Te prve galaksije so logično nadaljevanje, v katerem nadgrajujem nabrano znanje. Zdaj so res zelo priljubljeni planeti, še posebno tisti zunaj našega osončja, a zame bi bila to čisto nova tema. Tudi študentom, ki se še iščejo, svetujem, da je treba širiti obzorja, a naj izkoriščajo že pridobljeno znanje.

Pri svojih raziskavah sem gledala naprej, kje se bo zgodil naslednji velik preboj, kaj se bo dogajalo v astronomiji v prihodnjih desetih letih, in James Webb je pri moji karierni poti igral pomembno vlogo.

Pred nami sta v kratkem dva zanimiva dogodka, kar zadeva astronomijo (pogovarjali sva se minuli teden). Skupina Event Horizon Telescope, ki je poskrbela za prvo fotografijo črne luknje, je za 12. maj napovedala veliko objavo o naši galaksiji. Tudi vas fascinirajo črne luknje, sploh te monstruozne v središčih galaksij?

Zasledila sem to novico, znanst­veniki, ki ne sodelujemo pri teh projektih, sicer ne poznamo podrobnosti. Sem pa zagotovo vesela takih objav. Vemo, da so črne luknje v središčih galaksij, vendar popolnoma drugače je videti njeno fotografijo kot pa le njene učinke na okolico. Črne luknje so tudi v prvih galaksijah, ki jih proučujem.

Imajo pomembno vlogo pri evoluciji vesolja?

Že v prvih galaksijah vidimo aktivna jedra, opazujemo kvazarje. Črne luknje v središčih galaksij so zelo pomembne za razvoj same galaksije, za evolucijo samega vesolja pa sta pomembnejši temna snov in temna energija.

Drugi pojav je popolni lunin mrk, ki bo 16. maja. Pri nas bo luna sicer zašla pred fazo popolnega mrka, tako da žal ostanemo brez čudovite predstave. Tudi vas še drži to osnovno navdušenje nad naravnimi pojavi?

Vsekakor. Ta radovednost ostane. Romantika ne splahni. Rada gledam utrinke, mrke, še vedno rada pogledam skozi kak manjši teleskop, čeprav imam na voljo ogromne. Številni se morda ne zavedajo, da teleskopi, s katerimi delamo astronomi, že dolgo nimajo več okularjev in da redko delamo neposredno z njimi. Podatki priromajo na računalnik prek kamer. Tako da, zame je še vedno zelo lep dogodek, ko pogledam skozi okular in zagledam Saturn in njegove obroče.

Po več kot destletju se je vrnila v Slovenijo. FOTO: Jože Suhadolnik 

Okoli mrkov je spletenih precej vraž. Vas kdaj povprašajo, kaj drži in kaj ne? Oziroma ali se zgodi, da vas namesto o astronomiji sprašujejo o astrologiji?

Precej več se mi je to dogajalo v ZDA kot pri nas, kar pomeni, da smo bolje izobraženi in poznamo razliko. Kar zadeva vraže, se ne čudim, da so se v preteklosti splet­le. Doživela sem popoln sončni mrk in v preteklosti, ko ni bila pojasnjena dinamika planetov, je bil to zagotovo zastrašujoč pojav. Nebo se stemni, ampak ne povsem, nastane taka čudna svetloba, povsem razumljivo, da so dogodek opisovali kot znamenje apokalipse. Takšne pojave torej poskušam razložiti na znanstveni način, vseeno pa menim, da lahko pustimo malo romantike in kakšno vražo, saj s tem ohranjamo veselje do opazovanja narave.

No, nekateri jemljejo astrologijo kot precej resno vedo. Je pa res, da živimo v času, ko nekateri zelo resno verjamejo v zelo škodljive teorije.

Dokler je stvar neškodljiva, potem menim, da ni težav. Pogosto kdo reče, da v horoskop verjame le, če piše kaj dobrega. To je pravzaprav smisel pozitivne psihologije, če zaradi misli v horoskopu dan začnemo z nasmehom, je to dobro. Ljudje smo si različni, treba se je sprejemati.

Vi preberete horoskop?

Večkrat. (nasmeh) Da bi kaj dala nanj, seveda ne. Horoskopi so zanimivi s psihološkega vidika, kako so napisani za splošno populacijo, a se lahko vsak v njih prepozna zelo specifično.

Težava pri različnih prepričan­jih nastane, ko se začne vsiljevanje. Velik problem je, ker se ne verjame znanosti. Koliko je lažnih novic! Kaj vse se je spletlo okoli covida, ljudje ne verjamejo v obstoj podnebnih sprememb in da je zanje odgovoren človek. Takim ved­no znova rečem: odprite vrata in poglejte ven, podnebne spremembe so vidne na vsakem koraku. To pa me žalosti in skrbi.

Žalostno je tudi dogajanje v Ukrajini. Rusija je vesoljska velesila, kar nekaj projektov se je ustavilo, ker zahodne države ne želijo več sodelovati z njo. Osebno kaj občutite to dogajanje?

Neposredno ne, ker nimam povezav s teleskopi, pri katerih bi sodelovali tudi Rusi. Bomo pa na dolgi rok občutili posledice vsi. Tako v vesoljskem segmentu kot v vsakdanjem življenju. Ko je prekinjen dobavni sistem, to vpliva na vse, na gradnjo teleskopov, raket … Višje cene energentov bodo podražile vse, hrano in vse drugo, kar je pomembno za življenje na tem planetu.

Snežna romantika v enačbah in kotih

Končajva pozitivno. Ste velika ljubiteljica smučanja.

Kar precej sem letos smučala v Sloveniji in v Dolomitih. Še ko sem živela v Kaliforniji, sem se vračala domov, Alpe sem zelo pogrešala.

Pogrešate Kalifornijo? Tamkajšnji ocean?

Poskrbela sem, da sem vse, kar bi lahko pogrešala, našla tu. Veliko časa preživim ob morju, naše je še precej toplejše, tako da tistega hladnega oceana ne pogrešam. Da, kakšna stvar že je, manjkajo prijatelji, ampak ne, ne toži se mi po ZDA. Domotožje sem imela, ko sem živela tam. Zdaj sem spet doma in ga ni več.