Nowa kamera polskiego projektu OGLE

Od początku marca największy i najbardziej prestiżowy program obserwacyjny polskiej astronomii – OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) – dysponuje nowym instrumentem pomiarowym. 32-detektorowa kamera mozaikowa CCD, w którą został niedawno wyposażony polski teleskop w Chile, jest jednym z największych tego typu instrumentów na świecie.

OGLE w ciągu niemal dwudziestu lat swojej działalności dokonał wielu przełomowych odkryć zmieniających współczesną astrofizykę. Astronomom z Uniwersytetu Warszawskiego udało się odkryć m.in. pierwsze zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego, około dwudziestu planet pozasłonecznych (za pomocą nowych metod fotometrycznych), setki tysięcy nieznanych dotąd gwiazd zmiennych i wiele innych interesujących obiektów.

Uruchomienie nowego instrumentu rozpoczęło IV fazę projektu.

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.

W wykonaniu instrumentu brały udział również polskie przedsiębiorstwa, co do niedawna nie było możliwe w przypadku tak wielkich, precyzyjnych i skomplikowanych przedsięwzięć naukowych. Przykładem są przygotowane przez poznańskie Zakłady Mechaniczne Kazimieruk mechaniczne części kamery, wymagające mikronowej precyzji.

Zainstalowanie nowej kamery i rozpoczęcie fazy czwartej projektu OGLE umożliwia astronomom z OA podejmowanie nowych wyzwań naukowych. Planowane jest przeprowadzenie wielu 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 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.

Polska kamera mozaikowa jest przeznaczona do pracy z 1.3-m teleskopem warszawskim znajdującym się w Południowej Stacji Obserwacyjnej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego w Las Campanas, w 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. Te części kamery zostały wyprodukowane przez angielską firmę E2V.

Detektory używane do celów astronomicznych to arystokracja wśród detektorów. Ich ogromna czułość i wymagany duży rozmiar oraz bardzo niskie szumy odczytu powodują, że tylko nieliczne firmy podejmują się ich produkcji.

Ponadto tego typu instrumenty są bardzo drogie – koszt jednego detektora naukowego sięga często 60-100 tys. dolarów, czyli znacznie więcej niż kosztujące kilkadziesiąt dolarów detektory codziennego użytku, z jakim mamy do czynienia na przykład w aparatach fotograficznych, kamerach i telefonach komórkowych.

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 fotografia wykonana przy jej użyciu zajmuje w pamięci komputera, który zbiera dane w obserwatorium ponad pół GB.

Nowoczesne detektory CCD umożliwiają bardzo szybki odczyt kamery – zapis zdjęcia trwa tylko ok. 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 GB.

Dzięki znakomitej lokalizacji teleskopu w Obserwatorium Las Campanas w Chile w ciągu roku ponad 300 nocy może być wykorzystanych do prowadzenia obserwacji. Oznacza to, że w projekcie OGLE-IV w ciągu roku będzie zbieranych około 50 TB “surowych” danych, co stawia projekt na długie lata wśród największych przeglądów nieba na świecie.

PAP – Nauka w Polsce, Jan Pomierny