Astrofizičarka Maruša Bradač s preučevanjem trkov jat galaksij išče sledi temne snovi

Maruša Bradač je več let delovala v ZDA, in sicer na univerzi v Stanfordu, univerzi v Santa Barbari in univerzi v Davisu. Pred dvema letoma se je vrnila v Slovenijo, kjer kot profesorica uči na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, s svojo raziskovalno skupino pa nadaljuje z raziskovanjem skrivnosti predvsem zgodnjega vesolja, rojstva zvezd in nastanka prvih galaksij.

Posebno pozornost posveča tudi raziskovanju temne snovi, ki sestavlja pomemben, večinski del mase vesolja, še vedno pa velja za enega najpomembnejših odprtih vprašanj v sodobni astrofiziki.

"Za astrofizike je temna snov zelo zanimiva, saj je je v vesolju kar petkrat več kot navadne snovi, kljub temu pa jo je izredno težko raziskovati," je v pogovoru za STA pojasnila astrofizičarka. Temne snovi namreč ne moremo zaznati po njenem oddanem sevanju, prav tako ne interagira z navadno snovjo razen preko gravitacije, ne interagira pa niti sama s sabo. O njenem obstoju se torej sklepa na podlagi njenih gravitacijskih vplivov na vidno snov, kot so zvezde in galaksije.

"Kljub številnim eksperimentalnim projektom, ki potekajo tako na Zemlji kot v vesolju, delcev temne snovi še nismo zaznali. Bo pa odkritje delca temne snovi zagotovo prineslo Nobelovo nagrado," je dejala.

Raziskave temne snovi slovenska astrofizičarka opravlja s preučevanjem trkov jat galaksij, ki so se zgodili v preteklosti. Direktnih opazovanj te nenavadne, izmuzljive snovi na Zemlji po njenih besedah trenutno sicer še niso naredili. Nadeja pa se, da bo nekatere pomembne podatke o njej skupaj s svojo raziskovalno skupino lahko dobila v sklopu novega projekta, ki ga je napisal njen študent. Če bo ta sprejet, bodo opazovali eno najbolj znanih jat galaksij, imenovano Bullet Cluster oz. jata Puščica. Slednja je prav tako sestavljena iz dveh trkajočih se jat galaksij, njene študije pa naj bi zagotovile najboljši dosedanji dokaz za obstoj temne snovi.

"Jati galaksij, ki sta trčili, vsebujeta dosti temne snovi, tako da lahko opazujemo, kako delci med sabo trkajo, podobno kot opazujemo trkanje delcev v pospeševalnikih. Morda bomo z bolj natančnimi rezultati, ki jih bomo pridobili z opazovanjem s teleskopom James Webb, lahko ali ugotovili, da prihaja do neke interakcije med delci, ali vsaj izključili določene modele temne snovi, ki jih v tem trenutku še imamo," je pojasnila.

Z ERC projektom vse do nastanka prvih galaksij

Nadaljevanje kariere v Sloveniji je Maruši Bradač omogočil prestižni projekt Evropskega raziskovalnega sveta (ERC) z naslovom Firstlight, ki ga je dobila leta 2022. V projektu pogled usmerja daleč v zgodovino vesolja, ko so nastale prve zvezde in galaksije in se je končal kozmični temni vek. Njeno glavno raziskovalno orodje, teleskop James Webb, podatke pridobiva v infrardeči svetlobi, kar raziskovalcem omogoča opazovanje zelo oddaljenih galaksij.

Z delovanjem teleskopa je dve leti po njegovi izstrelitvi v vesolje Maruša Bradač izredno zadovoljna. "Vse kamere na teleskopu delujejo boljše, kot smo si zastavili, pridobivamo kvalitetne podatke, čudovite fotografije in se veselimo novih raziskav."

V januarju so objavili rezultate opazovanja ene najbolj oddaljenih galaksij od Zemlje MACS1149-JD1, ki jo Bradač raziskuje že dalj časa in ji je še posebej ljuba. "Gre za galaksijo, ki jo opazujemo bolj na začetku našega vidnega vesolja in nam prinaša pomembne informacije o nastanku zvezd. Pri njenem opazovanju smo ugotovili, da ima nekoliko mlajše zvezde, kot smo sprva izmerili. Te namreč niso stare 300 milijonov let, kot je pokazal vesoljski teleskop Spitzer, temveč okoli 100 milijonov let," je dejala.

Nedavno je Webbov teleskop posnel tudi izjemne fotografije 19 spiralnih galaksij, ki so relativno blizu nas. "Naša skupina se sicer s temi portreti direktno ne ukvarja, je pa za nas zanimivo, ker lahko opazujemo, kako nastajajo oz. kako se razvijajo spiralne galaksije. To je pomembno, saj je nenazadnje tudi naša Galaksija spiralna galaksija, a ker smo znotraj nje, je ne moremo opazovati. S posnetki drugih tovrstnih galaksij pa lahko dejansko vidimo, kaj se v njih dogaja."

Selitev na drug planet bi bila težka, vesolje pa bo čez mnogo let vedno bolj prazno in hladno

Napredek v vesoljski tehnologiji je za Marušo Bradač navdušujoč, saj znanstvenikom omogoča odgovarjanje na številna vprašanja, o katerih pred časom še sploh niso razmišljali, tudi na tista, povezana z življenjem v vesolju. "Čeprav danes že izven našega Osončja poznamo okoli 5000 planetov, tudi tiste s podobnimi razmerami kot jih ima Zemlja, na vprašanje, ali je življenje na njih, ne moremo odgovoriti, saj so od nas preveč oddaljeni," je dejala.

Po njenih besedah pa bi bila tudi selitev na drug planet izredno težka. Tudi če bi vesoljska plovila poslali do najbližjih planetov, bi za pot potrebovali več 1000 let, kar seveda ni izvedljivo. "Nimamo ravno možnosti, da se preselimo nekam drugam, zato je moja misel, da moramo čuvati naš planet," je poudarila.

Kljub tehnološkemu napredku in mnogim raziskavam v vesolju številne stvari torej še ostajajo zavite v tančico skrivnosti. Eno največjih ugank astrofizikom kot tudi celotnemu človeštvu pa predstavlja dejstvo, da se vesolje pospešeno širi, za kar naj bi bila kriva temna energija. "Zakaj prihaja do tega, preprosto ne vemo. Vemo zgolj to, da obstaja nekaj, kar vleče vesolje narazen. Možno je tudi, da to niti ni energija, ampak čisto nekaj drugega," je poudarila.

"Problem imamo, ker zelo težko razložimo ta pojav. Ko na primer napihujemo balon, se bo ta s pridobivanjem na volumnu vedno počasneje širil. Pri širjenju vesolja pa je ravno obratno. Bolj kot se širi, hitreje se širi. Od nekod mora torej črpati energijo, a tega si ne znamo razložiti," je dejala.

Kot je pojasnila, se naša Galaksija sama po sebi sicer ne širi, ker njena gravitacija drži stvari na svojih tirih. Širi pa se prostor med galaksijami. "To bo čez ogromno let, mnogo več kot bo živelo Sonce, povzročilo, da bo vesolje postalo vedno bolj temno, med zvezdami bo vedno večja razdalja, zvezde bodo ugasnile, ne bodo nastajale nove. Tako bo vesolje vedno bolj prazno in hladno," je izpostavila.

Mlada dekleta je treba spodbujati za znanstvene poklice

Maruša Bradač je v letu 2023 prejela tudi priznanje ambasadorka znanosti za krepitev ugleda slovenske astrofizike v družbi in v mednarodnem merilu. Kot je povedala, se v Sloveniji kot uveljavljena raziskovalka dobro počuti. Meni, da ima dovolj podpore tudi z evropskimi sredstvi. Še vedno pa opozarja na pomanjkanje spodbud za mlade raziskovalce, ki so na začetku svoje kariere. "Če želimo preprečiti beg možganov v tujino in mladim omogočiti, da se uveljavijo v našem prostoru, bomo morali zanje poskrbeti zadostna sredstva," je opozorila.

On mednarodnem dnevu žensk in deklet v znanosti, ki smo ga obeležili v nedeljo, pa opozarja tudi na še vedno stereotipen pogled žensk v znanstvenih poklicih. "Tukaj so potrebne spodbude tako s strani univerz kot šol, kjer moramo dekleta opogumiti, da so lahko znanstvenice, da je to perspektiven in cenjen poklic ter da za odločanje zanj ne potrebujejo nobenih zadržkov," je izpostavila.

Vsem mladim dekletom pa sporoča: "Verjemite vase. Tisto, kar boste delale s srcem, boste tudi opravile odlično in uspele."