«Η κατανόηση του Σύμπαντος απαιτεί μια προσέγγιση πολλαπλών αγγελιοφόρων»

Η κατανόηση του Σύμπαντος δεν μπορεί να είναι μοναχική εργασία. Είναι χαρακτηριστικό ότι πρόσφατες επιτυχίες της Αστροφυσικής, όπως παραδείγματος χάριν η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων το 2015, βασίστηκαν σε δεδομένα που αποκτήθηκαν από πολλαπλούς παρατηρητές σε διαφορετικά σημεία του πλανήτη. Στη βέλτιστη αξιοποίηση των υποδομών μέσω της διεύρυνσης των χρηστών και της συνεργασίας των αστρονόμων όλου του κόσμου αποβλέπει η δημιουργία του δικτύου ORP, όπως εξηγεί στο ΒΗΜΑ-Science ο επιστημονικός υπεύθυνός του, Ζαν-Γκαμπριέλ Κιουμπί.

Ποιος είναι ο στόχος της ένωσης δύο προγραμμάτων στο δίκτυο ORP;

«Τα δίκτυα OPTICON και RadioNet είναι καλά δομημένα και οργανωμένα, ακολουθώντας επί είκοσι χρόνια μια εξαιρετικά επιτυχημένη πορεία ευρωπαϊκών προγραμμάτων. Το ORP θα πάει ένα βήμα παρακάτω, ενσωματώνοντας σε ένα μεγάλο δίκτυο τις δύο αυτές στενά σχετιζόμενες αλλά ξεχωριστές κοινότητες. Αυτό θα επιτρέψει τη γόνιμη ανταλλαγή γνώσης, δεξιοτήτων και πρακτικών μεταξύ επιστημόνων και μηχανικών των δύο κοινοτήτων σε ό,τι αφορά την προετοιμασία των παρατηρήσεων, τη λειτουργία των υποδομών, την ανάλυση των δεδομένων, την εκπαίδευση των νέων επιστημόνων κ.ά. Το δίκτυο αυτό θα επιτρέψει επίσης την καθιέρωση μιας μακροπρόθεσμης ευρωπαϊκής στρατηγικής τόσο για τη διεύρυνση της βάσης των χρηστών των υποδομών, οι οποίες προσφέρονται στο πλαίσιο του προγράμματος, όσο και για τη βέλτιστη και βιώσιμη χρήση των υποδομών αυτών. Ολα αυτά έρχονται σε μια εποχή επικείμενων κολοσσιαίων υποδομών όπως τα τηλεσκόπια ELT και SKA».

Με ποιον τρόπο θα επωφεληθούν οι χώρες της Ευρώπης από το πρόγραμμα ORP;

«Αστρονόμοι από όλον τον κόσμο θα επωφεληθούν από το δίκτυο ORP. Το πρόγραμμα επιτρέπει σε οποιονδήποτε αστρονόμο ανά τον κόσμο να κάνει αίτηση για χρόνο παρατήρησης σε όποιο τηλεσκόπιο του δικτύου ORP επιθυμεί. Η επιλογή θα γίνεται αποκλειστικά με επιστημονικά κριτήρια. Το ORP θα προτείνει επίσης ενδιαφέροντα εκπαιδευτικά προγράμματα για νέους επιστήμονες από την Ευρώπη και από όλον τον κόσμο σε μορφή θερινών σχολείων. Τα περισσότερα από αυτά θα πραγματοποιούνται στα Αστεροσκοπεία».

Πώς θα συμβάλει το ORP στην Αστρονομία πολλαπλών αγγελιοφόρων (multi-messenger Αstronomy);

«Η κατανόηση του Σύμπαντος απαιτεί πλέον μια προσέγγιση πολλαπλών αγγελιοφόρων και παρατηρήσεων σε διαφορετικά μήκη κύματος. Μέχρι πρότινος, το μόνο μας παράθυρο στο Σύμπαν ήταν η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φως, από ραδιοκύματα μέχρι ακτίνες-γ). Οι παρατηρήσεις σε πολλαπλά μήκη κύματος είναι θεμελιώδεις για την κατανόηση των φυσικών διεργασιών που συμβαίνουν στα ουράνια σώματα τα οποία παρατηρούμε. Η Αστρονομία πολλαπλού μήκους κύματος αναπτύχθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια των περασμένων δεκαετιών, με την εμφάνιση υπερσύγχρονων ανιχνευτών και οργάνων που καλύπτουν όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Παράλληλα με την Αστρονομία παρατηρήσεων σε πολλαπλά μήκη κύματος αναπτύχθηκε το πεδίο των παρατηρήσεων του χρονικά μεταβλητού ουρανού. Προς το παρόν, μόνο με οπτικά τηλεσκόπια ή ραδιοτηλεσκόπια μπορούμε να αναγνωρίσουμε με ασφάλεια τις πηγές των εκρήξεων των ακτίνων-Χ ή των ακτίνων-γ. Είναι ενδεικτικό ότι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα αντικείμενα παρατηρήσεων μέχρι σήμερα είναι παροδικά φαινόμενα τα οποία έχουν εντοπιστεί στα… ραδιοκύματα! Τα φαινόμενα αυτά είναι οι λεγόμενες «αστραπιαίες ισχυρές εκπομπές ραδιοκυμάτων» (Fast Radio Bursts), οι οποίες απαιτούν άμεσες παρατηρήσεις σε άλλα μήκη κύματος για να αναγνωρίσουμε την προέλευσή τους. Καθημερινά λαμβάνουμε χιλιάδες ειδοποιήσεις από εκλάμψεις στον ουρανό (σ.σ. όταν ανιχνεύονται συγκεκριμένα σήματα, οι ερευνητές ειδοποιούνται για να θέσουν σε λειτουργία τα τηλεσκόπιά τους) και θα γίνουν εκατομμύρια σε ημερήσια βάση όταν τεθεί σε λειτουργία το τηλεσκόπιο «Vera C. Rubin» το 2022 ή το 2023. Το γεγονός αυτό θέτει ξεκάθαρα την ανάγκη πολύ καλά οργανωμένων και συντονισμένων παρατηρήσεων με αυτοματοποιημένες μεθόδους αξιολόγησης της επιστημονικής σημασίας αυτών των ειδοποιήσεων, ώστε να είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε στη συνέχεια μόνο τις πιο ενδιαφέρουσες από αυτές.

Η ανίχνευση των πρώτων βαρυτικών κυμάτων το 2015 και ο αυξανόμενος αριθμός ανίχνευσης νετρίνων από ουράνια σώματα εκτός του Ηλίου ανοίγουν ευρύτερα τον δρόμο για μια Αστρονομία πολλαπλών αγγελιοφόρων. Οπως και στην περίπτωση των ακτίνων-γ, των ακτίνων-Χ, των οπτικών εκλάμψεων και τώρα των ραδιοεκλάμψεων, έτσι και τα βαρυτικά κύματα και τα νετρίνα προέρχονται από συμβάντα τα οποία απαιτούν ταχεία παρακολούθηση για την ανίχνευση της πηγής που τα προκαλεί μέσω της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας τους.

Εκεί είναι που θα συνεισφέρει το ORP: Η ικανότητα να ενεργοποιούνται δεκάδες τηλεσκόπια τα οποία θα λειτουργούν στο οπτικό φάσμα και στα ραδιοκύματα είναι θεμελιώδης προϋπόθεση για μια επαρκή κάλυψη, τόσο στον χρόνο όσο και στο μήκος κύματος, των ειδοποιήσεων οι οποίες θα προκύπτουν από την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, νετρίνων ή εξαιρετικών περιπτώσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Από τη στιγμή που αυτό αφορά πολλές δεκάδες τηλεσκόπια και υποδομές ανά την Ευρώπη, απαιτούνται κοινά και πλήρως αυτοματοποιημένα εργαλεία και μέθοδοι έτσι ώστε οι απαραίτητες παρατηρήσεις να προετοιμάζονται και να εκτελούνται έγκαιρα τόσο στο οπτικό φάσμα όσο και στα ραδιοκύματα».

Ποια είναι τα σύγχρονα διακυβεύματα στην έρευνα της Αστρονομίας;

«Υπάρχουν πολλά! Τόσο πολλά που μάλλον δεν θα μπορούσαν να περιγραφούν σε λίγες γραμμές. Ανάμεσα στα πιο ακανθώδη προβλήματα της σύγχρονης Φυσικής συγκαταλέγεται η φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, τα οποία αποτελούν περισσότερο από το 95% του περιεχομένου ύλης και ενέργειας του Σύμπαντος. Η φυσική των μελανών οπών και οι καινούργιοι κόσμοι (πλανήτες και πλανητικά συστήματα) οι οποίοι έχουν ανακαλυφθεί εκτός του ηλιακού συστήματος αποτελούν ένα άλλο πεδίο της Φυσικής και της Αστροφυσικής. Η έρευνα στα πεδία αυτά ανταμείφθηκε με βραβεία Νομπέλ Φυσικής το 2019 και το 2020! Στην επόμενη δεκαετία θα έρθει ένα πλήθος νέων και εντυπωσιακών τηλεσκοπίων και αποστολών τόσο στο έδαφος της Γης όσο και στο Διάστημα, τα οποία αναμένεται να δώσουν καθοριστικές απαντήσεις σε πολλά ερωτήματα αιχμής σε αυτούς τους τομείς. Ολες αυτές οι αποστολές, ανεξάρτητα από τους επιστημονικούς τους στόχους, προϋποθέτουν αποτελεσματικές και συντονισμένες παρατηρήσεις πολλαπλών αγγελιοφόρων έτσι ώστε να φτάσουν στο μέγιστο δυνατό σημείο των δυνατοτήτων τους».

Ποια είναι η θέση της Ευρώπης στην αστρονομική έρευνα;

«Η Ευρώπη βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της επίγειας Οπτικής Αστρονομίας και Ραδιοαστρονομίας. Πολλά από τα πιο αποτελεσματικά και παραγωγικά τηλεσκόπια είναι ευρωπαϊκά, και ιδιαίτερα, αλλά όχι αποκλειστικά, τα τηλεσκόπια τα οποία λειτουργούν υπό τη σκέπη του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (VLT, VLTI, ALMA). Οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής ηγούνται της Αστρονομίας του Διαστήματος χάρη στον υψηλό προϋπολογισμό τον οποίο διαθέτει η NASA συγκριτικά με αυτόν της ESA ή άλλων διαστημικών φορέων. Ωστόσο, η Αστρονομία γίνεται ολοένα και περισσότερο υπόθεση όλου του πλανήτη, όπως δείχνει η περίπτωση του ALMA. Η Ασία, η Ωκεανία και η Αφρική διαδραματίζουν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο σε μερικά από τα πιο εξελιγμένα ερευνητικά προγράμματα όπως το Square Kilometre Array (SKA)».