Mariusz Blimel: Panie Profesorze, jakie możliwości kształcenia w dziedzinie astronomii oferuje Wydział Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku?
Prof. Marek Nikołajuk: Nasza oferta dydaktyczna obejmuje studia I i II stopnia na kierunku fizyka, w ramach którego studenci mogą wybrać jedną z trzech specjalności: fizyka, fizyka medyczna oraz fizyka gier komputerowych i robotów. Choć formalnie nie mamy odrębnego kierunku astronomia, to ten obszar nauki jest integralną częścią naszych studiów i ma silnie rozwinięty komponent badawczy. Na pierwszym stopniu studiów prowadzimy wykład „Astronomia”, który uzupełniają zajęcia praktyczne w naszym Obserwatorium Astronomicznym oraz w Planetarium UwB. Studenci mają okazję nie tylko poznawać teorię, ale też bezpośrednio prowadzić obserwacje astronomiczne. Dysponujemy teleskopem o średnicy 60 cm, który pozwala na zaawansowane badania kosmosu, natomiast w planetarium wykorzystujemy oprogramowanie Shira Universe, umożliwiające symulowanie ruchu ciał niebieskich. Na poziomie magisterskim studenci mogą pogłębiać swoją wiedzę w ramach kursów i seminariów z astrofizyki oraz fizyki teoretycznej. Co ważne, już od pierwszych lat studiów zachęcamy ich do uczestnictwa w badaniach naukowych, co umożliwia zdobycie cennego doświadczenia oraz często prowadzi do publikacji w prestiżowych czasopismach naukowych.
Badania astronomiczne – od fal grawitacyjnych po czarne dziury
M.B.: Jakie obszary badawcze dominują w astronomii na Wydziale Fizyki UwB?
M.N.: Nasza działalność naukowa koncentruje się na kilku kluczowych zagadnieniach astrofizycznych, łącząc zarówno badania teoretyczne, jak i obserwacyjne. Pracujemy w ramach Zakładu Astronomii, Astrofizyki i Teorii Pola, który jest częścią Katedry Astrofizyki i Fizyki Teoretycznej. Jednym z naszych najważniejszych obszarów badań jest astrofizyka wysokich energii. Współpracujemy z międzynarodowymi zespołami przy budowie sieci teleskopów Cherenkov Telescope Array (CTA) oraz SST-1M mini-array, które mają na celu badanie promieniowania Czerenkowa – unikalnych sygnałów powstających, gdy wysokoenergetyczne promieniowanie gamma oddziałuje z ziemską atmosferą. Promieniowanie takie widzimy gołym okiem wokół reaktorów jądrowych przez cały czas ich działania. Natomiast w przypadku źródeł kosmicznych dochodzą do nas słabe błyski, trwające kilka nanosekund. W celu ich zobaczenia potrzebne są czułe detektory, które bardzo szybko wykonują serię zdjęć nieba. Siecią teleskopów obserwujemy m.in. mgławicy Krab i Ważkę, galaktyki Mrk 421, M87. Dzięki tym obserwacjom możemy lepiej zrozumieć zjawiska zachodzące w otoczeniu supermasywnych czarnych dziur, mechanizmy emisji wysokoenergetycznej z otoczenia gwiazd neutronowych i innych zwartych obiektów kosmicznych, a także procesy przyspieszania cząstek w pozostałościach po wybuchach supernowych. Warto dodać, że inicjatywa budowy CTA uzyskała duże poparcie rządowe w wielu krajach – została m.in. wpisana na ,,mapy drogowe” Polski i Unii Europejskiej. Kolejnym istotnym zagadnieniem, które badamy, jest relatywistyczny problem wielu ciał, w którym analizujemy dynamikę i promieniowanie grawitacyjne układów astrofizycznych, wykorzystując narzędzia ogólnej teorii względności. To zagadnienie jest niezwykle istotne w kontekście badań fal grawitacyjnych. Jesteśmy aktywnym uczestnikiem globalnych poszukiwań tych fal – niewidzialnych drgań czasoprzestrzeni, które powstają podczas zderzeń czarnych dziur czy gwiazd neutronowych. Współpracujemy z międzynarodowymi projektami LIGO i Virgo. Nasze badania obejmują również zakrycia gwiazd przez Księżyc i planetoidy, co pozwala określać precyzyjne pozycje tych ciał oraz badać ich kształt i strukturę.
Unikatowe projekty badawcze –odkrywamy tajemnice Wszechświata
M.B.: Wspomniał Pan o międzynarodowych projektach badawczych, w których bierze udział Wydział. Czy może Pan przybliżyć ich znaczenie?
M.N.: Nasza obecność w projektach takich jak CTA, SST-1M, LIGO świadczy o wysokim poziomie prowadzonych u nas badań. Jednym z najbardziej intrygujących tematów, którymi się zajmujemy, jest symulacja numeryczna rozerwania białego karła przez czarną dziurę. Współpracujemy tutaj z ekspertami od fizyki kwantowej i ultrazimnej materii, analizując zachowanie zdegerenowanej materii w ekstremalnych warunkach grawitacyjnych. Tego rodzaju badania nie tylko poszerzają naszą wiedzę o procesach akrecyjnych wokół czarnych dziur, ale także pozwalają testować fundamentalne aspekty mechaniki kwantowej i teorii względności. To właśnie dzięki modelom numerycznym możemy przewidywać, jakie sygnały w różnych zakresach fal elektromagnetycznych powinny towarzyszyć takim ekstremalnym zdarzeniom.
M.B.: Co sprawia, że studia astronomiczne na Wydziale Fizyki UwB są wyjątkowe?
Przede wszystkim zapewniamy studentom bezpośredni dostęp do nowoczesnego sprzętu – teleskopów optycznych, detektorów promieniowania gamma oraz zaawansowanego oprogramowania do analizy danych astrofizycznych. Ponadto, nasza współpraca z międzynarodowymi instytutami – takimi jak Uniwersytet Genewski, Czeska Akademia Nauk czy Indyjski Instytut Astrofizyki – daje naszym studentom możliwość uczestniczenia w globalnych projektach i zdobywania doświadczenia w najlepszych ośrodkach badawczych na świecie. Istotnym aspektem naszych studiów jest również zaangażowanie studentów w realne projekty badawcze, często już na pierwszych latach nauki. Dzięki temu mogą oni zdobywać doświadczenie nie tylko w analizie danych, ale też w ich interpretacji i publikacji wyników. Wielu naszych studentów jest współautorami artykułów w prestiżowych czasopismach naukowych jeszcze przed ukończeniem studiów. Co więcej, astronomia to dziedzina, która wymaga interdyscyplinarnych umiejętności – od analizy danych, przez programowanie, aż po modelowanie komputerowe. Dlatego nasi absolwenci doskonale odnajdują się nie tylko w środowisku akademickim, ale także w branżach związanych z IT, analizą danych, sztuczną inteligencją czy inżynierią kosmiczną.
M.B.: Dziękuję za rozmowę.
M.N.: Dziękuję i serdecznie zapraszam wszystkich pasjonatów kosmosu na Wydział Fizyki UwB.
(fot. zasoby WF UwB)