Výzkum vesmíru zažije velký boom, říká držitel „rakouské Nobelovky“

Mimořádný týden prožil ve druhé polovině března 2021 slovenský astrofyzik Norbert Werner. V pondělí sledoval start rakety Sojuz, která vynesla na oběžnou dráhu první nanosatelit pro detekci záblesků gama záření, na jehož vývoji se podílel. A čtyři dny nato přebíral Cenu Ignaze L. Liebena, přezdívanou též rakouská Nobelovka.

Která z těch dvou výjimečných nedávných událostí vám udělala větší radost?
Cena Ignaze L. Liebena, kterou uděluje Rakouská akademie věd, je velká radost bez jakýchkoliv „ale“. Start družice je také radost, jen těch „ale“ je tam ještě mnoho. Otázka, zda bude všechno fungovat. Jestli se nám podaří satelit provozovat, jak jsme předpokládali, a jestli se podaří opravdu splnit všechny cíle, které jsme si stanovili. Je to ještě mnoho práce. Jsme na začátku.   

Jaké jsou ty cíle?
Chceme ověřit fungování navrženého technického řešení detektoru pro detekci a monitoring záblesků gama záření, které vznikají při srážkách neutronových hvězd nebo při gravitačním zřícení velmi hmotných, rychle rotujících hvězd. 

Proč jsou pro astrofyziky záblesky gama záření důležité?
Jsou vědecky zajímavé hned z několika důvodů. Například pro objasnění původu prvků. Víme, že po velkém třesku byly ve vesmíru jen vodík a helium. Díky unikátnímu pozorování v roce 2017, kdy se podařilo současně detekovat a lokalizovat gravitační vlny i gama záblesk pocházející ze srážky neutronových hvězd, se například zjistilo, že při srážkách neutronových hvězd vznikají prvky těžší než železo, jako je zlato nebo platina. Pozorování těchto jevů nám může velmi pomoci v objasnění vývoje vesmíru. 

Od té doby se takové pozorování nepodařilo?
Ne. Aktuálně totiž neexistuje zařízení, které by bylo schopné monitorovat celou oblohu a současně dokázalo zdroj záblesku lokalizovat. A my bychom potřebovali, aby bylo pozorování souvislé a rutinní. Tak postupně vznikl nápad využít pro monitorování záblesků gama záření detekční zařízení, která bychom umístili na soustavu nanosatelitů. Chtěli bychom vyslat do vesmíru celou flotilu nanosatelitů, aby měření pokrývalo celou oblohu. Propojením dat, která bychom takto získali, bychom byli schopni lokalizovat místa, odkud záblesky gama záření pochází, a provést další měření a pozorování. 

Jak vznikl nápad s využitím nanosatelitů?
Po havárii japonského rentgenového astronomického satelitu Hitomi, na jehož přípravě jsem několik let spolupracoval, jsme s Andrásem Pálem z maďarského astronomického ústavu začali přemýšlet, jak by se daly využít takzvané nanosatelity. Jejich konstrukce není tak náročná a dají se postavit mnohem levněji. Napadlo nás sledování záblesků gama záření. Já ale nejsem expert na gama záblesky a nanosatelity nejsou to, čemu se primárně věnuji. Jen se to zdálo jako příliš dobrý nápad na to, abychom to nezkusili. Do týmu jsme pak přizvali odborníky, kteří se tomu věnují.

Čemu se tedy věnujete vy?
Mým tématem je rentgenová spektroskopie. Soustředím se na astrofyziku vysokých energií, v níž zkoumáme místa ve vesmíru, která jsou nejvíc horká a mají nejvíc energie. Jde především o mezigalaktický plyn v kupách galaxií. Jen asi deset procent normální hmoty ve vesmíru je ve hvězdách a planetách, zbytek je právě tento plyn, který se při dopadu do gravitačního pole kup galaxií zahřívá tak, že vydává rentgenové záření. Právě na toto záření se zaměřujeme a zkoumáme tak vlastnosti mezigalaktického plynu, ale i chování černých děr ve středech galaxií, které s ním také interagují, a sehrávají tak důležitou úlohu ve vývoji galaxií.

A právě za přínos k rentgenové spektroskopii vás ocenila Rakouská akademie věd. Co pro vás tato cena znamená?
Nepatřím mezi sběratele cen, ale musím se přiznat, že na toto ocenění jsem skutečně hrdý. V první chvíli, když mi to oznámili, jsem měl pocit, že si to teprve musím zasloužit. 

Vy už jste si je ale zasloužil. Výzkumem mezigalaktického plynu a černých děr. O co šlo?
Mezigalaktický plyn, který obklopuje nejhmotnější galaxie, chladne a při tom by měl tvořit hvězdy. Existují však supermasivní černé díry, které při pohlcování okolní hmoty vytváří obrovské množství energie, které se uvolňuje buď ve formě světla, v případě takzvaných kvasarů, nebo formou výtrysků – a ty ten okolní plyn zase ohřívají. Černé díry tak vlastně brání chladnutí mezigalaktického plynu a tím i další tvorbě hvězd u největších galaxií ve vesmíru. A to je i jeden z výzkumných směrů, kterému se teď věnujeme. 

Jakým směrem se tento výzkum bude dál ubírat?
Chtěli bychom se zaměřit na galaxie jako naše Mléčná dráha. Ověřit, zda to, co jsme odhalili u nejhmotnějších objektů ve vesmíru, což jsou kopy galaxií, ovlivňuje i evoluci jednotlivých galaxií. Tedy jak horké atmosféry a černé díry ovlivňují vývoj galaxií, jako je ta naše. To je úplně neprozkoumané. Dalším tématem jsou potom takzvaná vlákna kosmické pavučiny, která spojují kopy galaxií. Je těžké je detekovat, protože jsou velmi málo jasná. 

Jak jste to tedy dokázal?
Navrhl jsem namířit dalekohled mezi dvě kopy galaxií tak, abychom se na vlákno, které jsme očekávali, že je spojuje, nedívali kolmo, ale podélně – a mohli tak vše lépe pozorovat. Ten nápad jsem měl už jako pětadvacetiletý. Vyšlo to, dostali jsme pozorovací čas a objevili vlákno kosmické pavučiny a horký plyn tam, kde jej simulace předpovídaly. Toto byl opravdu velký objev, později jsme tam objevili i vlákno temné hmoty, o níž nevíme, z čeho je složená. Dokážeme ji ale mapovat, protože působí gravitačně na okolní hmotu i na světelné paprsky, které pak zakřivuje. 

Může Cena Ignaze L. Liebena, kterou jste obdržel, vašemu výzkumu nějak pomoct?
Astrofyzika vysokých energií a rentgenová astronomie je silně rozvinutý obor v USA a západní Evropě. Ve střední Evropě zatím méně. A udělení ceny by to mohlo změnit.  

Jak jste cestu k astrofyzice našel vy?
Už jako kluka mě fascinoval vesmír. Ještě v rodné Rožňavě při pozorování hvězdné oblohy jsem si představoval, jak jdou hvězdy do nekonečna. Tehdy bylo minimální světelné znečištění, i ze sídliště jsme mohli vidět Mléčnou dráhu. Později v dokumentárním filmu od Carla Sagana Cosmos jsem se poprvé doslechl o tom, že hvězdy jsou seskupené v galaxiích a ty galaxie nejsou rovnoměrně rozložené a vytváří jakousi pavučinovitou strukturu. Už v šesté třídě na základní škole jsem si řekl, že se tomu chci věnovat. 

Od šesté třídy se váš zájem ani na okamžik nezměnil?
Na Univerzitě Pavla Jozefa Šafárika v Košicích jsem se věnoval asteroidům a kometám. Chtěl jsem se věnovat věcem o mnoho bližším a zůstat v naší sluneční soustavě. Když jsem se ale ucházel o doktorské studium na Utrechtské univerzitě a Nizozemském institutu pro výzkum vesmíru, dostal jsem nabídku věnovat se právě kosmické pavučině. Tomu, co mě od dětství tak fascinovalo.

Strávil jste v zahraničí dvanáct let, z toho osm let na Stanfordově univerzitě. Jak jste se ocitl v Brně?
Do zahraničí jsem odcházel s tím, že bych se do domácích končin rád vrátil a začal rozvíjet nový výzkumný směr, což se mi nyní daří. Dostal jsem výbornou příležitost. Brno je astronomické centrum. Už na střední škole jsem hltal všechno, co dělali na brněnské hvězdárně. Takže to město mám rád, navíc je i blízko Rožňavě, kde mám rodinu. Takže to hezky zapadlo.  

Myslíte, že astrofyziku obecně čeká rozvoj?
Máme před sebou velmi zajímavé desetiletí, kdy se člověk vrátí na Měsíc. Kosmonautika a celý výzkum vesmíru zažije velký boom. A doufám i v to, že se díky tomu mladí lidé začnou víc zajímat o inženýrské a vědecké obory, protože se to stane víc sexy. 

Lze očekávat, že s rostoucím zájmem o vesmír vzrostou i naděje na jeho osídlení?
Člověk se má vrátit na Měsíc kvůli poznání. Na tom se shodly všechny vesmírné agentury, které se rozhodly spolupracovat na návratu na Měsíc do roku 2028. Jsou tu i snahy, aby člověk letěl na Mars, ale opět ryze z důvodu poznání. Ne proto, abychom tam zakládali nějakou druhou alternativu Země. Vůči tomu jsem opravdu skeptický. A to hned ze dvou důvodů. Pokud by na Marsu byl nějaký život, a to já nevím, nebylo by etické tam přijít a naší přítomností jej kontaminovat. Mohlo by ho to zničit a současně by to mohlo být nebezpečné i pro nás. Navíc Mars není planeta, která by byla nějak extra příjemná na život. Myslím, že bychom se měli soustředit na to, abychom chránili naši planetu Zemi. Abychom si tu naši planetu nezničili. To musí být naše priorita, a ne zakládat město na Marsu.

Děkuji za rozhovor.
Tereza Fojtová