Foto: Pixsell/Goran Jakus

MEĐUNARODNI tim astrofizičara sa zagrebačkog PMF-a proveo je istraživanja neba koja su dala toliko vrijedne i zanimljive rezultate da im je ugledni astronomski časopis Astronomy & Astrophysics posvetio cijeli poseban broj.

Tim pod vodstvom astrofizičarke Vernese Smolčić proveo je promatranja neba u području radio-valova, čime je dobio dosad najnaprednije podatke koji će omogućiti proučavanje životnih ciklusa galaksija u proteklih 13 milijardi godina kozmičke povijesti.

„Jako sam počašćena da nam je posvećeno cijelo posebno izdanje časopisa Astronomy & Astrophysics. U njemu će biti objavljeno šest naših publikacija. To je velika čast i pokazuje da su ovaj projekt i ovi rezultati svjetski važni. Za astronomsku zajednicu važno je i to što će naši rezultati biti dostupni svima“, rekla je za Index Vernesa Smolčić.

Više ključnih otkrića

Višegodišnje istraživanje zagrebačkog tima pokazalo je da su galaksije stvarale najviše zvijezda kada je svemir bio star samo dvije i pol milijarde godina – petinu trenutne starosti. U tom razdoblju u masivnim galaksijama stvorena je približno četvrtina ukupnog broja zvijezda. Također je otkriveno da se u mladom svemiru odvijalo 15-20% više stvaranja zvijezda nego što su to dosadašnji podaci pokazivali, što pak ukazuje na mogućnost da oblaci međuzvjezdane prašine skrivaju mnogo novorođenih zvijezda. Studija je također otkrila oko 1000 novih aktivnih galaktičkih jezgara, supermasivnih crnih rupa u središtima galaksija za koje se ranije nije znalo. Nova opažanja otkrivaju i da su vrlo daleke galaksije s izraženim procesima stvaranja zvijezda, tzv. podmilimetarske galaksije, veće nego što je bilo očekivano. Razlog tomu ostaje nepoznat, no mogao bi biti povezan sa sudarima i gravitacijskim međudjelovanjem galaksija.

“Pregled neba u trajanju od gotovo 400 sati proveli smo pomoću radioteleskopa 'Vrlo veliki antenski niz' (Very Large Array VLA) u Novom Meksiku u SAD-u. Promatrali smo dio neba od dva četvorna stupnja (Mjesec pokriva oko 0,2 četvorna stupnja op.a.)”, rekla je za Index Smolčić.

“Godinama smo radili na tome, a vrijeme za promatranje dobili smo na natječaju na temelju našeg projekta. Kvaliteta snimanja VLA tijekom našeg istraživanja doslovno je unaprijeđena 10-ak puta. Naš projekt, kada smo ga započeli 2012., bio je najveći i prvi te vrste Tada još nije bilo jasno može li se uopće izvesti ono što smo planirali“, dodala je.

Prodoran pogled radio-teleskopa

Promatranja su provedena u području radio-valova zato što oni prodiru kroz međuzvjezdanu prašinu.

„Duljine radio-valova su centimetarske. Dovoljno su velike da nisu osjetljive na prašinu. Primjerice, veliki morski val neće biti osjetljiv na neki mali otočić. No maleni val će se razbiti na njemu. Ultraljubičasta i vidljiva zračenja, budući da ima manju valnu duljinu, ne mogu prodrijeti do nas ako između ima puno prašine. Stoga nije moguće otkriti koliko zvijezda točno nastaje u dalekim galaksijama sakrivenim iza međuzvjezdane prašine. Jedno od ključnih pitanja astrofizike je, među ostalim, i to koliko takve prašine ima u svemiru jer se ona nekako morala stvoriti. Promatranja su pokazala da je u ranom svemiru nije bilo toliko puno koliko je ima danas. Naši rezultati nude odgovore i na to pitanje“, kaže zagrebačka astrofizičarka.

Studija poljuljala temelje radio-astronomije

„Prikupljeni podaci pokazuju da mi ne znamo ni približno dobro kako galaksije u kojima se stvaraju zvijezde zrače u radio-području. To je iznimno važna stvar u radio-astronomiji, a naše istraživanje ljulja same temelje cijelog znanja u radio-astronomiji jer bez tog razumijevanja nećemo moći dokučiti puno o ranom svemiru. Mi smo sada, s unapređenjem teleskopa VLA, s konstrukcijom ALMA-e i s planovima za Square Kilometre Array (SKA), ušli u zlatno doba radio-astrofizike. Ovaj projekt koji vodim korak je koji utire put tim budućim pregledima neba. U narednih pet do 10 godina morat ćemo razumjeti što se tu zbiva jer bez toga nećemo moći shvatiti kako su radio-valovi povezani sa stvaranjem zvijezda, osobito u ranom svemiru.“

Jedno od velikih otkrića do kojih je došao zagrebački tim također je i pronalazak više od 1000 aktivnih galaktičkih jezgara (AGN), supermasivnih crnih rupa u središtima galaksija koje na drugim valnim duljinama izgledaju kao normalne. Tvar koja orbitira i pada u takve crne rupe može dovesti do ispuštanja velikih količina energije i utjecati na daljnji razvoj galaksija.

„Naši teoretski modeli pokazuju da supermasivne crne rupe koje gutaju okolnu materiju, izbacuju uske radio-mlazove koji potom prolaze kroz galaksiju. Ti mlazovi prolaze kroz tvari, kroz plinove i prašinu u galaksiji i zagrijavaju ih. Čestice plinova koje su dovoljno zagrijane previše su dinamične pa se neće gravitacijski okupljati da bi stvarale nove zvijezde. Na taj način u galaksijama s aktivnim jezgrama proces stvaranja novih zvijezda je otežan. To je ono što pokazuju naši modeli i neka naša promatranja u bližim galaksijama. Međutim, to tek treba istražiti i potvrditi. Tu još ima puno nejasnoća i pitanja“.  

Otkriće takvih aktivnih jezgara, ističe, jako je komplicirano i iz niza tehničkih razloga do danas nije bilo moguće.

„Osjetljivost teleskopa nije bila dovoljno dobra. Čak i najbolji podaci koji su bili dobivani nisu mogli jasno odgovoriti na pitanje što je aktivna galaktička jezgra u slici, a što je galaksija koja stvara zvijezde. To je strašno kompleksan proces. To su dva glavna razloga zbog kojih je ranije bilo teško otkriti što su aktivne galaktičke jezgre. Treći razlog je to što je radio-područje jedinstveno jer postoje aktivne galaktičke jezgre koje se ne uklapaju u postojeće standardne modele, odnosno koje su vidljive samo u radio-području. S našim pregledom uspjeli smo sastaviti statistički značajan skup od preko tisuću jezgara koje sežu u davnu prošlost, nekih 10-ak milijardi godina unazad“, kaže naša sugovornica.

Dobitnica znanstvenog Oscara

Rezultati do kojih je došao zagrebački tim ostvareni su uz pomoć dvaju velikih EU projekata koje je dobila naša ugledna astrofizičarka. Jedan je Career Integration Grant koji je trajao preko četiri godine, a iznosio je 100.000 eura, a drugi je ERC u iznosu od milijun i pol eura koji još uvijek traje. Vodeći autori na svim člancima članovi su grupe na zagrebačkom PMF-u.

Smolčić je prva znanstvenica u Hrvatskoj koja je dobila ERC grant koji se smatra znanstvenim Oscarom. Takve grantove dobiva samo 10-ak posto najboljih znanstvenika, a u našu zemlju došlo ih je samo pet. Kada se uračunaju naši znanstvenici koji rade u inozemstvu, broj se utrostručuje. Smolčić je imala samo 33 godine kada ga je dobila. Godine 2013., nakon deset godina rada u inozemstvu, vratila se u Hrvatsku najavivši da će zahvaljujući ERC-u zaposliti tim kvalitetnih znanstvenika. To je ostvarila, a rezultati su više nego opravdali uložena sredstva. Oko jednu trećinu granta izdvojila je za plaće svojeg tima, a ostatak je namijenjen troškovima istraživanja.