Lázban tartja a tudományos világot az emberiség történelmének eddigi legfejlettebb űrtávcsővének üzembe állása, amelynek adataival való kutatásra a Szegedi Tudományegyetem is nyert pályázati időt. A James Webb-űrteleszkóp válaszokat adhat többek közt a galaxisok keletkezéseinek kérdéseire és az exobolygókutatás problémáira is; az űreszköz első, lenyűgöző fotóit nemrég közzétette a NASA.

A 10 milliárd dollárt érő űrteleszkópra szegedi és szegedi kötődésű csillagászok is nyertek kutatási időt. Az eszköz 2022. július 11-én kezdte meg tudományos ciklusát, segítségével az SZTE TTIK Fizikai Intézet Asztrofizikai Kutatócsoportjának munkatársai csillagrobbanások nyomait kutatják majd.

A Hónap Alma Mater Tagja interjúsorozatunk keretein belül néhány olyan egykori SZTE-s csillagásszal beszélgettünk, akik részt vesznek a kutatásokban. Összesen három interjút készítettünk, a jelenlegi mellett még Szalai Tamással, ami erre a linkre kattintva, illetve Gáspár Andrással, ami pedig itt olvasható.

Apai Dániel, a Szegedi Tudományegyetem egykori hallgatója jelenleg az arizonai Tucson Arizonai Egyetem professzora és asztrofizikusa. Ismert az asztrobiológia, az extrapoláris bolygók és a bolygórendszerek kialakulásával kapcsolatos tanulmányairól.

Tudományos érdeklődésének középpontjában az exobolygókutatások állnak. Miért ez a terület érdekli leginkább, van-e valamilyen története, kiindulópontja az életében ennek az iránynak?

A Naprendszeren kívüli bolygók, exobolygók kutatása egy izgalmas, új tudományos terület, aminek eredményei és jelentősége jóval meghaladják a modern asztrofizika határait. Számomra három szempont miatt izgalmas ez a téma: Egyrészt azért, mert látszólag egyszerű, de ugyanakkor nagyon alapvető kérdésekre keresünk válaszokat: Van-e élet a Földön és a Naprendszeren túl? Hogyan keletkezett a Naprendszer és a Föld, vannak-e és gyakoriak-e a Földhöz hasonló bolygók? Mik a tulajdonságai más bolygóknak (gáz óriásoktól, kis Mars-szerű bolygókig)? Milyen folyamatok játszanak kulcsszerepet a bolygók fejlődésében? Emellett számomra az exobolygó-kutatás azért is izgalmas, mert ez egy teljesen új terület, ami fantasztikusan dinamikusan fejlődik és változik. Sok az új ötlet és felfedezés, sok az izgalmas és megválaszolható kérdés.

Végül pedig azt is nagyon szeretem, hogy ez nem csak egy szűk szakterület: a bolygók - és különösen a Föld-szerű bolygók – nagyon bonyolult rendszerek. A bolygók megértése sokfajta szakértelmet igényel, és a kutatócsoportjaink sokszor nagyon különböző szakterületeken képzett kollégákból állnak: rendszeresen dolgozom asztrofizikusokkal, vegyészekkel, geofizikusokkal, biológusokkal, fizikusokkal, matematikusokkal, mérnökökkel, és így tovább. Ez persze folyamatos kihívás, hiszen sokszor más tudományos nyelvet beszélünk - de ugyanakkor izgalmas is, hogy folyamatosan tanulunk egymástól, fejlődünk, és érdekes, nagy problémákon dolgozhatunk együtt.

Apai Dániel

Vannak-e víziói, elképzelései az exobolygókutatás jövőbeli eredményeit tekintve? Magyarán: ön szerint fog-e az emberiség valaha gyarmatosítani egy másik planétát?

Az elmúlt évek során legfontosabb amerikai tudományos szervezetek (a tudományos akadémiától a NASA-n keresztül az NSF-ig) az exobolygókutatást korunk legfontosabb űrtudományos területei közé sorolták. A legfontosabb, konkrét céljaink, hogy tanulmányozzuk és megértsük a bolygókat, amelyek leginkább a Földhöz hasonlóak lehetnek, és hogy felmérjük a földönkívüli élet lehetőségét. Ezek nagyon izgalmas célok, amelyek csak az elmúlt tíz év során váltak lehetővé. Engem különösen érdekel például, hogy más, földszerű bolygók éghajlata mennyire lehet stabil. A földi élet a bolygónk egészét átalakította: a légkörtől a kőzeteken keresztül a Föld mélyéig, az éghajlattól az óceánokon át a bolygónk színéig (narancsos, most kék), minden megváltozott az élőlények anyagcseréje és aktivitása miatt. Van rá jó esély, hogy a karrierem során megtudjuk, hogy hasonló globális változások gyakoriak-e a környező bolygórendszerek között, és ezt nagyon izgalmasnak célnak tartom.

Viszont az ehhez szükséges mérésekhez a mostani távcsőrendszerek nem elég erősek: ambiciózus új távcsövek kellenek. Munkám érdekes része az is, hogy ilyen technológiai projektekhez is hozzá tudok járulni. Három éve, a James Webb Űrtávcső megérkezésére készülve, segítettem NASA-nak a Hubble űrtávcső exobolygó programját átszervezni. Pár éve részt veszek a Giant Magellan Telescope tudományos képességeinek tervezésében – a GMT, amikor elkészül, a világ legnagyobb földi távcsöve lesz. Érdekes kihívás azon gondolkodni, hogy tíz-húsz év múlva mit tudunk majd, és az a tudás milyen következő kérdésekhez vezet el, milyen méréseket akarunk majd végrehajtani. Emellett vezetek egy űrprojektet is, amely új optikai technológiát fejlesztett ki. A célunk az, hogy a James Webb Űrtávcsőnél is jelentősen nagyobb űrtávcsöveket tudjunk építeni, anélkül, hogy ezek többe kerülnének. Az exobolygókutatás jövőbeli eredményeit leginkább a jövő hatalmas földi és űrtávcsövei hozzák majd – izgalmas lesz majd a közeljövőben a közeli bolygók éghajlatát, fejlődését és talán bioszféráját tanulmányozni. Ez alapvetően meg fogja változtatni, hogy az emberiség hogyan látja önmagát és a bolygónkat. Az általános iskolában ma a gyerekek tanulnak a kontinensekről, a Földről, és a Naprendszer bolygóiról – de a tudásunk a Naprendszer szélénél ér véget. Még a legtöbb egyetemet végzett felnőtt sem tudná megnevezni a legközelebbi csillagokat. Ez meg fog változni: Arra számítok, hogy húsz év múlva az iskolákban a tananyag és általános műveltség része lesz a legközelebbi csillagok és Föld-szerű bolygók neve.

A Szegedi Tudományegyetem fizika szakjától Tucsonig, illetve a NASA Asztrobiológiai Intézetéig jutott. Hogyan jellemezné az egyetemista korú önmagát? Milyen ambíciókkal érkezett meg gólyaként a szegedi egyetemre?

Igen, a Szegedi Tudományegyetemen 2000-ben végeztem fizikusként. Ezután a heidelbergi Max Planck Intézetben doktoráltam és az Egyesült Államokban folytattam kutatásaimat. Most az Arizonai Egyetemen dolgozom egyetemi tanárként a csillagászati és bolygókutatói tanszékeken. Már hét éve vezetek a NASA Asztrobiológia program keretén belül egy nagy multidiszciplináris kutatócsoportot, és a NASA NExSS nemzetközi exobolygó-kutató hálózat társvezetőjeként is segítem a kutatást. Amikor Szegedre érkeztem, tudtam, hogy kutatni szeretnék, de nem volt ennél konkrétabb tervem vagy célom. Számomra a szegedi fizikus képzés nagyon jó alapot adott a későbbi doktori tanulmányaimhoz és a széles spektrumú kutatói munkához. Visszanézve fontos volt, hogy már elsőéves diákként is jutottam izgalmas kutatási lehetőségekhez és hogy tudtam csatlakozni - és tanulni - az oktatóim kutatócsoportjaiban.

Milyen új kapukat nyithat meg a JWST az asztrofizikai kutatásokban, illetve az ön szűkebb érdeklődési területein?

A James Webb Űrtávcső az emberiség egyik legambiciózusabb tudományos műszere és több, mint két évtizedes fejlesztőmunka eredménye. Gyakorolatilag az egész eddigi karrierem alatt vártam rá, a kollégáimmal együtt, hogy elkészüljön. Most végre a csillagok felé fordíthatjuk. Fantasztikusan izgalmas, hogy JWST tökéletesen működik. Biztosak lehetünk benne, hogy nagy áttöréseket fog hozni az asztrofizika sok területén. Jó eséllyel, persze, a legfontosabb felfedezések a meglepetések, a furcsaságok lesznek, azok az eredmények, amikre nem számítottunk. Ezek talán jórésze az exobolygó légkörök területéről jön majd, mert ez az egyik terület, ahol a JWST különösen sok új információt hoz majd. Különösen érdekesek lesznek majd a talán Föld-szerű, de annál nagyobb bolygók (“super-Earths”) mérései, és a forró, részben megolvadt felszínű, légkör nélküli bolygók feltérképezése. Emellett kíváncsian várom a gázóriás bolygók és a csillag nélküli, magányos barna törpék légkörének és éghajlatának jobb megértését is: A Hubble és Spitzer Űrtávcsövekkel fantasztikus, Föld-méretü “viharokat” és gyorsan fejlődő felhőrendszereket fedeztünk fel. Ezek a felhők nem vízpárából és vízcsöppekből, hanem vas-szemcsékből és elpárolgott szilikátokból állnak. A JWST-vel vissza tudunk térni ezekhez az izgalmas felfedezésekhez, és sokkal részletesebben tudjuk tanulmányozni őket, a légkör mélyebb rétegeit is elérve. 

Mit üzen a fiatal egyetemistáknak?

Diákként vagy tanárként az életem túlnyomó részét egyetemeken töltöttem, de csak lassanként értettem meg, hogy mennyire fontosak.  A mindennapokban könnyű elfelejteni hogy mennyire egyedülállóak az egyetemek: nem csak mint oktatási intézmények, hanem mint tudásra és hagyományra épülő közösségek, ahol diákok generációi férhetnek hozzá és bővíthetik az emberiség tudását. Az egyetemek világméretű hálózata nagy szerepet játszik az emberiség fejlődésében. Az egyetemi környezet és közösség nagyon fontos lehetőségeket kíván a fokozat megszerzésén és a kötelező kurzusokon túl. Aki tudja, hogy milyen irányba akar indulni, az megtalálhatja és ki tudja használni ezeket a lehetőségeket.