Pierwsza misja obrony planetarnej Ziemi DART jednym z największych osiągnieć NASA w 2021 r.

Kacper Wierzchoś pochodzi z Lublina. Pracuje w Obserwatorium Mount Lemmon niedaleko Tuscon w Arizonie, przy realizacji programu badawczego Catalina Sky Survey, którego celem jest poszukiwanie asteroid, komet i innych potencjalnie niebezpiecznych obiektów bliskich Ziemi. To część programu obrony planetarnej NASA. W lutym 2020 r. odkrył wraz z Theodorem Pruynem krążący wokół Ziemi tzw. mały księżyc - planetoidę wciągniętą na orbitę Ziemi. W kwietniu ub.r. polski astronom odkrył kolejny obiekt, tym razem kometę długookresową - C/2020 H3 (Wierzchoś), a we wrześniu 2021 r. drugą kometę - P/2021 R4 (Wierzchoś). W październiku 2021 r. odkrył swoją trzecią kometę P/2021 U1 (Wierzchoś).

PAP: Jakie były najbardziej znaczące kosmiczne osiągnięcia ludzkości w mijającym 2021 roku?

K.W: Dla mnie, jako naukowca związanego z obszarem obrony planetarnej, największe znaczenie miało podjęcie przez NASA pierwszej misji obrony planetarnej Ziemi przed zagrażającymi asteroidami - DART. Nadszedł czas przetestowania nowych technologii na wypadek, gdyby w przyszłości jakaś asteroida zagroziła zderzeniem się z naszą planetą. To bezprecedensowa misja, pierwsza próba obrony planetarnej na skalę światową metodą odchylenia kursu asteroidy. Sonda DART leci teraz w stronę odległej od Ziemi o 11 mln km asteroidy Didymos i jej małego księżyca Dimorphos, który jest celem uderzenia. Według obliczeń, dojdzie do niego jesienią 2022 r. Potem NASA zbada zmiany w jego orbicie, aby sprawdzić, czy jest to efektywna metoda obrony naszej planety.

Duże znaczenie miało także przetestowanie w br. przez amerykańskie przedsiębiorstwo SpaceX kolejnego prototypu rakiety nośnej wraz ze statkiem kosmicznym Starship, który kiedyś pozwoli transportować ludzi i towary na Księżyc, a także wyniesie nas na Marsa. Teraz SpaceX przygotowuje swój najnowszy prototyp do historycznego lotu testowego na orbicie.

PAP: Czy zagraża nam jakaś asteroida? Przypomnę, że w lutym 2020 r. odkryłeś krążący wokół Ziemi tzw. mały księżyc, planetoidę wciągnięta na orbitę Ziemi trzy lata temu, którą dopiero wówczas udało się zauważyć. Czasami czytamy, że jakaś niebezpieczna asteroida przeleciała obok Ziemi zanim dostrzegli ją naukowcy, gdyż zmierzała od strony Słońca i była niewidoczna.

K.W: Rzeczywiście, istnieją asteroidy, które stanowią dla nas ogromne wyzwanie, gdyż zmierzając w kierunku Ziemi od strony Słońca są dużo trudniejsze do dostrzeżenia. Szukamy asteroid robiąc zdjęcia wycinków nieba i składamy z nich szybki filmik, taki "gif". Jeżeli coś się na tym filmiku porusza, to jest to asteroida albo kometa, gdyż gwiazdy się nie ruszają. Oczywiście taka praca jest możliwa tylko w nocy.

Słynny meteor czelabiński - największy znany obiekt kosmiczny, który zderzył się z Ziemią od czasu katastrofy tunguskiej w 1908 r. - przybył właśnie od strony Słońca, nie został zauważony i w 2013 r. rozbił się w regionie rosyjskiego obwodu czelabińskiego. Chociaż meteor rozpadł się na wysokości ponad 29 km nad powierzchnią Ziemi, silna fala uderzeniowa spowodowała znaczne straty - obrażenia u 1500 osób oraz uszkodzenia ponad 7500 budynków. Siła eksplozji była równoważna wybuchowi 30 bomb atomowych, z których każda miała moc ładunku zrzuconego na Hiroszimę. To właśnie ze względu na takie asteroidy nie możemy zmrużyć oka w Obserwatorium Mount Lemmon. W ciągu roku odkrywamy prawie 1,5 tys. asteroidów, które przybliżają się do Ziemi.

PAP: Czy na pewno reszta ludzkości może spać spokojnie?

K.W: Tak, według NASA jest wykluczone, aby jakakolwiek znana asteroida uderzyła w Ziemię w ciągu następnych 100 lat. Chcę podkreślić, że program Catalina Sky Survey (CSS), w którym pracuję, jest obecnie największym programem poszukiwania obiektów bliskich Ziemi (NEOs). To projekt obrony planetarnej finansowany przez NASA. Obecnie do wykrywania i badania orbit NEOs używamy czterech teleskopów. Do tej pory znamy 26 782 NEOs, a CSS wykrył 47 proc. z nich.

Dodam także dla uspokojenia, że obecnie pracuje się nad nowymi metodami wykrywania asteroid bliskich Ziemi. W 2026 r. NASA ma uruchomić kosmiczny teleskop, który będzie w stanie pokazywać 90 proc. obiektów o średnicy powyżej 140 m. A jeżeli misja DART okaże się sukcesem, będziemy mieli sposób na ochronę całej ludzkości przed zagrożeniem ze strony asteroid.

PAP: Oprócz setek asteroid odkryłeś trzy komety nazwane Twoim imieniem. Komety były także tematem Twojej pracy doktorskiej na University of South Florida. Co szczególnego mają komety?

K.W: Naszą misją w ramach programu badawczego CSS jest poszukiwanie i obserwowanie NEOs, ale czasami wychwytujemy obiekty, które nie wyglądają na asteroidy. Komety zwykle mają tzw. komę i warkocz, a asteroidy wyglądają jak poruszające się gwiazdy. Jednak to komety, zbudowane z mieszanki lodów, skał i pyłu, są fascynujące. Nie ma dwóch jednakowych komet. Każda jest inna i godna uwagi. Kiedy zbliżają się do Słońca, następuje sublimacja lodu z ich powierzchni. Powstające gazy unoszą ze sobą pył i tworzą otoczkę, zwaną komą. Wtedy kształtuje się także warkocz komety.

Natomiast asteroidy to skały o średnicy od 1m do dziesiątków km niemające aktywności komet. Do dzisiaj odkryto ok. 1 mln asteroid i 6 tys. komet, w tym takie, które odkryto jeszcze przed wynalezieniem teleskopu. Istnieje o wiele więcej asteroid niż komet. Często zdarza się, że jakaś niewielka asteroida lub jej odłamek wpadnie w atmosferę Ziemi, co widzimy w postaci spadającej gwiazdy.

PAP: Czy woda na Ziemi przyszła z kometami? A życie? Czy komety mają materię organiczną, jakiś ślad życia?

K.W: Na temat pochodzenia wody na Ziemi istnieje wiele hipotez. Do tej pory nie wiadomo na pewno, skąd się wzięła większość wody na naszej planecie. Z pewnością jakaś jej cześć pochodzi z komet z początkowego okresu systemu słonecznego, ale nie wiemy ile. Odnośnie życia na Ziemi, to istnieje teoria panspermiczna, o rożnym stopniu akceptacji w środowisku naukowym, mówiąca o tym, że przyszło ono z kometami, pyłem kosmicznym i asteroidami. Komety zawierają bardzo dużo związków organicznych, np. odkryto, że kometa 67P/Czuriumow–Gierasimienko, na powierzchni której wylądowała w 2014 r. europejska sonda kosmiczna Rosetta, zawiera glicynę - aminokwas białkowy. Inna, jak C/2014 Q2 (Lovejoy) zawiera cukier prosty i alkohol etylowy - taki, jaki pijemy. Ta kometa wydzielała ilość alkoholu równą 500 butelkom wina na sekundę, a media nazwały ją "pijaną kometą". Naukowcy odkryli ponad 20 różnych cząstek organicznych w jej ogonie.

To jednak nie są ślady życia. Oprócz organicznych związków chemicznych, życie potrzebuje do rozwoju energii. Związki organiczne, jako podstawowe budulce życia, mogą się kojarzyć z występowaniem w organizmach, ale to nie oznacza, że były kiedykolwiek jego częścią. Substancje organiczne mogą być wytwarzane zarówno metodami biologicznymi, jak i niebiologicznymi.

PAP: Komety były obserwowane na niebie od najdawniejszych czasów. Jednak zamiast zachwytu, budziły lęk i obawę przed nieszczęściem. Przypomnę żartobliwie, że kiedy odkryłeś swoją pierwszą kometę właśnie zaczynała się pandemia koronawirusa, a w czasie, kiedy odkryłeś drugą, wybuchł wulkan na hiszpańskiej wyspie La Palma.

K.W: Ach, nie zauważyłem tych powiązań (śmiech). A teraz, mówiąc poważnie: nieznane zawsze budziło w ludziach lęk. Ludzkość obserwowała niebo i widziała powtarzające się, przewidywalne cykle, ruch planet, Słońce i Księżyc. Niespodziewane pojawianie się świetlistych komet na niebie, widocznych tygodniami i miesiącami, wzbudzało niepokój. Sam muszę przyznać, że kiedy w lipcu ub. roku zobaczyłem bardzo jasną, widoczną gołym okiem kometę C/2020 F3 (NEOWISE) doświadczyłem czegoś w rodzaju prymitywnego odczucia, że "tego nie powinno tam być".

PAP. Czy możemy mówić o polskich dokonaniach w odkrywaniu nowych komet?

K.W: Oczywiście, Polska ma bardzo dużo osiągnieć w tym obszarze, chociaż musimy odróżnić odkrycia o charakterze technicznym od odkryć uznanych naukowo. Istnieją odkrywcy komet-amatorzy poszukujący tych obiektów poprzez analizę zdjęć pochodzących z sondy kosmicznej SOHO. To są ogólnodostępne zdjęcia i każdy może mieć do nich dostęp przez internet. Takie odkrycia nazywane są SOHO, a nie imieniem odkrywcy. W Polsce jest bardzo dużo odkrywców komet SOHO i to jest wspaniałe. W listopadzie 2020 r. 12-letni chłopiec Rafał Biros odkrył jedną z komet SOHO. To najmłodszy odkrywca komety na świecie, ma przyszłość!

Aby kometa nosiła nazwę od imienia jej odkrywcy, ten musi posługiwać się teleskopem, zrobić zdjęcia, opisać ją, odnotować jej aktywność i wysłać te informacje do organizacji zbierającej dane obserwacyjne małych ciał Układu Słonecznego (planetoid i komet) Minor Planet Center.

Do tej pory uznanymi naukowo polskimi odkrywcami komet są: Antoni Wilk (4 komety), Kacper Wierzchoś (3 komety), Lucjan Orkisz (1), Władysław Lis (1), Konrad Rudnicki (1), Grzegorz Pojmański (1). Specjalnym przypadkiem jest kometa C/2015 F2 (Polonia) odkryta przez Michała Kusiaka, Michała Żołnowskiego, Rafała Reszelewskiego i Marcina Gędka. Należą do drugiej grupy odkrywców, ale ponieważ imię komety może zawierać maksymalnie nazwiska trzech osób, a ich było czterech, nazwali ją "Polonia", co uważam za bardzo piękne.

Dodam, że jednym z moich idoli jest żyjący na przełomie XIX i XX w. polski astronom Antoni Wilk. Uważam go za największego polskiego "łowcę komet" w historii. Nie tylko dlatego, że odkrył cztery komety, ale również przez to, że "łowił" je z balkonu swojego mieszkania używając wojskowej lornetki, to niesamowite!

PAP: Z jednej strony mamy współcześnie szybki rozwój nauki i wiele ważnych odkryć, nawet w dziedzinie praw fizyki, a z drugiej obserwujemy dziwną apologię ignorancji. Mieszkająca w Barcelonie kanadyjska naukowiec Catherine L'Ecuyer stwierdziła ostatnio, że ignorancja staje się wartością społeczną, a nawet przybiera pozy wyższości moralnej. Anty-intelektualizm jest modny - powiedziała. W Hiszpanii widzimy te tendencje nawet w obszarze edukacji, usprawiedliwianą racjami ideologicznymi. Czy to nie paradoks?

K.W: Jako naukowiec jestem tym bardzo zmartwiony. Odkrycia naukowe czynione są przy zastosowaniu metodologii naukowej, czyli właściwym zbieraniu informacji służących do poznania prawdy. Tymczasem obecnie obserwuję naukowców spędzających poł życia w laboratorium w celu opracowania szczepionek przeciw wirusom, którzy są wyszydzani przez antyszczpionkowców uważających, że wiedzą wszystko lepiej. To tak, jakbym ja nagle odkrył niebezpieczna asteroidę, która ma uderzyć w Ziemie, a jakiś Jaś powie, że to bzdura, bo on widział na YouTube, że mechanika nieba (teoria ruchu ciał niebieskich) jest fałszywa. Mam nadzieję, że do tego nie dojdzie.

PAP: Jakie masz refleksje, kiedy nocami obserwujesz niebo?

K.W: Badanie kosmosu uzmysławia nam, jak bardzo jesteśmy nieznaczący w skali Wszechświata. Piękna jest możliwość bycia bezpośrednim świadkiem, poprzez teleskop, istnienia galaktyk, mgławic, gromad kulistych, gdyż te kosmiczne ciała są moją przyszłością i przyszłością nas wszystkich. Kiedyś, ale do tego jeszcze bardzo daleko, nasza planeta przestanie istnieć, a wszystko stanie się pyłem gwiezdnym. Świadomość ludzka to okno przez które Wszechświat patrzy sam na samego siebie. Kiedy obserwuję niebo przez teleskop doświadczam czegoś mistycznego.

PAP: Czy jesteś w kontakcie z polskimi astronomami (albo oni z Tobą)?

K.W: Tak, jestem w kontakcie z kilkoma przez internet, przede wszystkim z Michałem Kusiakiem i Michałem Żołnowskim, współodkrywcami komety C/2021 F2 (Polonia). Pochwalę się, że w ub. miesiącu nazwali moim imieniem jedną z odkrytych przez siebie asteroid z głównego pasa (między orbitami Marsa i Jowisza). Nazwali ją (594782) Kacperwierzchos. To dla mnie honor!