Na początku marca rozpoczęła się kolejna, czwarta już, faza największego i najbardziej prestiżowego programu obserwacyjnego polskiej astronomii znanego na całym świecie pod nazwą OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). Projekt ten w ciągu niemal dwudziestu lat swojej działalności dokonał wielu przełomowych odkryć zmieniających współczesną astrofizykę. Odkryto m.in. pierwsze zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego, około dwudziestu planet pozasłonecznych za pomocą nowych pionierskich metod fotometrycznych, setki tysięcy nieznanych dotąd gwiazd zmiennych i wiele innych niezwykle interesujących obiektów.

Rozpoczęcie fazy OGLE-IV związane jest z uruchomieniem nowoczesnego instrumentu pomiarowego - 32-detektorowej kamery mozaikowej CCD. To jeden z największych tego typu instrumentów na świecie - zaledwie dwa podobnej skali urządzenia zbierają dane naukowe w największych obserwatoriach astronomicznych na świecie.

Polska kamera mozaikowa przeznaczona jest do pracy z 1.3-m teleskopem warszawskim znajdującym się w Południowej Stacji Obserwacyjnej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego w Las Campanas, Chile. Jest to unikalny w skali światowej zestaw do przeprowadzania długoskalowych przeglądów nieba.

Kamera składa się z 32 najwyższej klasy detektorów CCD o rozmiarach 2048 x 4102 elementów światłoczułych, co daje w sumie ponad ćwierć miliarda pikseli. Detektory zostały wyprodukowane przez angielską firmę E2V. Detektory używane do celów astronomicznych to istna arystokracja w tej dziedzinie. Ogromna ich czułość i wymagany duży rozmiar oraz bardzo niskie szumy odczytu powodują, że tylko nieliczne firmy podejmują się ich produkcji. Koszt jednego detektora naukowego często sięga 60-100 tysięcy dolarów w porównaniu z kilkudziesięcioma dolarami za detektor codziennego użytku z jakim mamy do czynienia w aparacie fotograficznym, kamerze, czy telefonie komórkowym.

Nowa kamera projektu OGLE-IV wypełnia całkowicie elementami światłoczułymi wielkie pole widzenia teleskopu (ok. 30 cm średnicy) i pokrywa na jednym zdjęciu nieba obszar około 1.5 stopnia kwadratowego, co odpowiada ponad siedmiu tarczom Księżyca. Jeden obrazek zajmuje w pamięci komputera, który zbiera dane, ponad pół Gigabajta.

Nowoczesne detektory CCD umożliwiają bardzo szybki odczyt kamery - zapis zdjęcia trwa tylko około 20 sekund. W ciągu typowej nocy obserwacyjnej wykonywane jest ponad miliard pomiarów jasności obiektów z najciekawszych fragmentów nieba, a zbierane dane zajmują około 150-200 Gigabajtów. Dzięki znakomitej lokalizacji teleskopu w Obserwatorium Las Campanas w Chile w ciągu roku ponad 300 nocy może być wykorzystanych do prowadzenia obserwacji. W projekcie OGLE-IV w ciągu roku będzie więc zbieranych około 50 Terabajtów surowych danych, co stawia projekt na długie lata wśród największych przeglądów nieba na świecie.

Nowa kamera mozaikowa została zaprojektowana i wykonana przez prof. dr. hab. Andrzeja Udalskiego z Obserwatorium Astronomicznego UW. Zespół pracujący nad tym przedsięwzięciem był wyjątkowo mały, zwłaszcza w porównaniu z analogicznymi projektami realizowanymi zagranicą: sprawami informatycznymi przedsięwzięcia kierował prof. dr hab. Michał Szymański z Obserwatorium Astronomicznego UW, a w pracach konstrukcyjnych uczestniczył także mgr inż. Grzegorz Szymański z Politechniki Warszawskiej.

Niewątpliwie warte podkreślenia jest też uczestnictwo w wykonaniu tego unikalnego w skali światowej instrumentu polskich przedsiębiorstw, co do niedawna nie było możliwe w przypadku tak wielkich, precyzyjnych i skomplikowanych przedsięwzięć naukowych. Np. mechaniczne części kamery wymagające mikronowej precyzji wykonane zostały przez poznańskie Zakłady Mechaniczne Kazimieruk.

Zainstalowanie nowej kamery i rozpoczęcie fazy czwartej projektu OGLE umożliwia astronomom podejmowanie nowych, ambitnych wyzwań naukowych. Planowane jest przeprowadzenie szeregu nowego typu przeglądów nieba, które powinny zaowocować kolejnymi unikalnymi odkryciami i wynikami naukowymi. Ranga projektu OGLE-IV została już doceniona przez największą europejską agencję naukową – Europejską Radę do Spraw Badań Naukowych   która przyznała najbardziej prestiżowy w Europie indywidualny grant naukowy w ramach projektu IDEAS (POMYSŁY) dla doświadczonych naukowców kierownikowi projektu OGLE   prof. dr. hab. Andrzejowi Udalskiemu. To jedyny grant tego typu przyznany przez tę agencję polskiemu naukowcowi w roku 2009 i zaledwie drugi w historii agencji przyznany w ramach tego programu polskim naukowcom.

Projekt i budowa 32-detektorowej mozaikowej kamery CCD sfinansowane zostały z grantu przyznanego na ten cel w końcu 2006 roku przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W finansowaniu aparatury wykorzystywanej w projekcie OGLE-IV uczestniczyła także Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej.

Dzięki nowej aparaturze polscy astronomowie rozpoczęli program poszukiwania obiektów z tzw. pasa Kipera. Projekt powstał przy współpracy z astronomami amerykańskimi z Department of Terrestrial Magnetism w Carnegie Institution of Washington pod kierunkiem prof. Scotta Shepparda.

Od długiego czasu astronomowie przypuszczali, że peryferia Układu Słonecznego mogą kryć wiele tajemnic. Podejrzewano, że w obszarze położonym w odległości kilkadziesiąt razy dalej niż Ziemia od Słońca znajduje się pas drobnych obiektów, tzw. pas Kuipera   podobny do klasycznego pasa asteroid leżącego pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Jednak na odkrycie pierwszego obiektu z tego rejonu trzeba było czekać aż do początku lat 90. ubiegłego wieku. Na początku XXI wieku liczba odkrywanych obiektów z tych rejonów Układu Słonecznego zaczęła szybko wzrastać, dzięki wyspecjalizowanym przeglądom nieba prowadzonym z północnej półkuli (głównie USA). Ku zaskoczeniu astronomów oprócz ciał niewielkich, odkryto również kilka obiektów o zdumiewająco dużych rozmiarach. Szybko okazało się, że niektóre z nich dorównują rozmiarami planecie Pluton, krążącej w podobnej odległości. Doprowadziło to do głośnych w świecie naukowym i nie tylko dyskusji dotyczących definicji planety i w konsekwencji do zdegradowania Plutona do kategorii planet „karłowatych”.

Astronomowie szybko uświadomili sobie niezmiernie ważną rolę i konieczność badań obiektów znajdujących się na peryferiach Układu Słonecznego. Najprawdopodobniej są to zakonserwowane resztki materii z czasów powstawania Układu Słonecznego i ich zbadanie powinno dostarczyć cennych informacji o narodzinach i ewolucji naszego systemu planetarnego.

Projekt OGLE-IV rozpoczął regularne poszukiwania obiektów pasa Kuipera w początkach marca. Już po miesiącu okazało się, że oczekiwania nie były bezpodstawne. Odkryto aż trzy nowe obiekty tego typu. Po uzyskaniu dodatkowych obserwacji w celach weryfikacji i obliczeniu orbit wokółsłonecznych wszystkie trzy ciała zostały zarejestrowane w Centrum Małych Planet Międzynarodowej Unii Astronomicznej jako nowe odkrycia. Zgodnie z obowiązującymi konwencjami nadano im prowizoryczne nazwy: 2010 EK139, 2010 EL139 i 2010 FX86.

Już pierwsze obserwacje wykazały, że wszystkie trzy nowoodkryte przez projekt OGLE ciała Układu Słonecznego są bardzo interesujące i należą do wyjątkowo dużych obiektów. 2010 EL139 i 2010 FX86 są typowymi obiektami
trans-neptunowymi, a 2010 EK139, który ma bardzo wyciągniętą orbitę, jest typowym przedstawicielem obiektów dysku rozproszonego. Proste obliczenia pokazują, że nawet najmniejsze z odkrytych ciał, 2010 EL139 ma średnicę rzędu kilkuset kilometrów, natomiast 2010 FX86 nawet prawie 800 km, jeśli odbija światło jak Księżyc.

Niewątpliwie jednak najciekawszym odkrytym obiektem jest 2010 EK139. To największy obiekt odkryty w ostatnich kilku latach, znajdujący się w końcu pierwszej dwudziestki największych ciał w Układzie Słonecznym (nie wliczając klasycznych planet). Jego średnica może sięgać nawet ponad tysiąc kilometrów, jeśli jego powierzchnia jest skalista. To prawie połowa średnicy Plutona, więcej niż średnica największej planety „karłowatej” z klasycznego pasa asteroid – Ceres. 2010 EK139 jest zatem świetnym kandydatem na kolejną planetę „karłowatą”. Dalsze obserwacje prowadzone przy użyciu wielkich teleskopów pozwolą dokładniej scharakteryzować ten obiekt.

Przegląd nieba w poszukiwaniu obiektów pasa Kuipera wykonywany przez projekt OGLE-IV będzie kontynuowany w Obserwatorium Las Campanas w Chile do października – do pełnego pokrycia niezbadanych dotąd obszarów nieba. Zachęcające wyniki wstępne pozwalają mieć nadzieję na dalsze ekscytujące odkrycia.

Zdjęcia nowej kamery, Obserwatorium i obrazów nieba można znaleźć TU