S Ondrejom Urbanom, doktorandom na Stanford University v USA

, Autor:
Mgr. Ondrej Urban vyštudoval astrofyziku na Masarykovej univerzite v Brne a momentálne pôsobí ako interný doktorand na Univerzite v Stanforde. Špecializuje sa na röntgenovú astrofyziku a fyziku galaktických kôp. Je dlhoročným členom Astronomického klubu Bratislava, v minulosti zadával otázky do Astronomického korešpondenčného seminára a stretnúť ste ho mohli nielen na sústredeniach Astronomického klubu Bratislava, ale aj na medzinárodných kempoch IAYC.

S Mgr. Ondrejom Urbanom sa o jeho štúdiu a úspechoch na Stanfordskej univerzite porozprávala Hana Kapolková.

Momentálne pracuješ na svojej dizertácii na Stanforde. Prečo práve Stanford, iná univerzita neprichádzala do úvahy?

Hlásil som sa samozrejme na viacero miest, okrem Stanfordu všetky prihlášky smerovali na európske univerzity. A zo Stanfordu prišla nakoniec najlepšia ponuka.

Vo vysokom školstve u nás na Slovensku a na Stanforde sú určite obrovské rozdiely. Sú ale rozdiely v prístupe študentov? Čo by mal spĺňať študent, ktorý by sa tam chcel uplatniť?

Hm, tak z vlastnej skúsenosti viem hovoriť iba o PhD štúdiu. V prihláške na Stanford som posielal výpis svojich známok (čiže sa oplatí neflákať sa na skúškach), výsledky GRE testov (americký štandardizovaný test, výsledky musia samozrejme byť čo najlepšie), motivačný list, životopis a odporúčacie listy. Veľmi dobré je mať nejakú skúsenosť navyše (študijný pobyt, stáž, ...) - bez niečoho takého je veľmi ťažké sa niekam dostať. A z takýchto projektov býva väčšinou nejaký výstup, ideálne v podobe článku, a potom má človek šancu dostať odporúčací list od niekoho mimo svojej materskej inštitúcie, čo tiež pomáha.

Takže základom bude neflákať sa počas predošlého štúdia?

Presne tak, tam to začína.

Kedy si sa prvýkrát začal zaujímať práve o štúdium v Stanforde?

V podstate počas stanfordskej stáže v roku 2010. S mojím profesorom sme hovorili o možnostiach doktorantského štúdia, kam ísť po skončení univerzity, a pokúsiť sa prísť na Stanford bola jedna z očividných možností.

Aha, takže si na Stanforde bol už aj predtým. V čom spočívala tá stáž?

Robil som analýzu dát z európskej röntgenovej družice XMM-Newton. Konkrétne išlo o mozaiku pozorovaní kopy galaxií v súhvezdí Panny, ktorá je našou najbližšou kopou a preto ju môžeme študovať veľmi detailne. Kopy galaxií obsahujú obrovské množstvo horúceho plynu (s celkovou hmotnosťou asi sedemkrát vyššou ako celková hmotnosť samotných galaxií) s teplotami aj desaťkrát vyššími ako je teplota v strede Slnka, a preto sú veľmi jasnými röntgenovými zdrojmi. Štúdiom röntgenových spektier potom môžeme merať rôzne vlastnosti tohto plynu, ako teplota alebo chemické zloženie. Projekt mal veľmi dobré výstupy, a na začiatku roku 2011 sme vydali článok s výsledkami.

(pozn. autora: článok si môžete prečítať na odkaze: http://mnras.oxfordjournals.org/content/414/3/2101)

O čom bol ten článok?

Na veľkých škálach sa vesmír celkom podobá na neurónovú štruktúru mozgu - hmota je sústredená do vlákien, ktoré sa na mnohých miestach pretínajú (viď. obrázok). A práve v týchto miestach nájdeme kopy galaxií. V tej dobe začalo byť populárne pozorovať vonkajšie oblasti kôp galaxií, kde sa dá študovať vývoj tejto veľkoškálovej štruktúry vesmíru - hmota z vlákien dopadá na kopy, ktoré takto rastú. Naše pozorovania boli prvé tohto druhu, ktoré urobil XMM-Newton, takže išlo o celkom atraktívny projekt. Fyzikálne vlastnosti horúceho plynu vo vonkajších oblastiach kopy v Panne naznačovali, že sa tam nachádzajú chladnejšie „zhustky“, a teda, že plyn tu nie je celkom dokonale premiešaný. Druhým výsledkom bolo ukázať, že v tomto horúcom plyne nájdeme chemické prvky ťažšie ako hélium v celom objeme kopy, od jej centra až k jej okraju.

Čo to znamená pre fyziku, že v tomto horúcom plyne sa nachádzajú aj ťažšie prvky?

Všetky ťažké prvky vznikajú vo hviezdach a z nich sa potom dostávajú do medzihviezdneho priestoru v materskej galaxii. Existujú procesy, ktoré potom dokážu tieto prvky dostať z galaxií do medzigalaktického priestoru. Nech už je ten mechanizmus akýkoľvek (alebo ich je viac), musí byť schopný dostať ťažké prvky z galaxií tak, aby sme ich našli v celkom objeme kopy. Je to celkom všeobecný záver, ale veľkou vecou bolo, že sme boli schopní tieto prvky vôbec pozorovať. Ešte treba poznamenať, že podobný výsledok (prítomnosť ťažkých prvkov na okraji kôp galaxií) bol publikovaný už v roku 2008, ale pomocou dát z iného satelitu.

Nadväzuješ vo svojej dizertácií na tieto výsledky, alebo si začal s úplne inou témou?

Prvú časť svojho PhD štúdia som sa venoval niečomu podobnému, t. j. analýze pozorovaní okrajov kôp galaxií, ale v poslednej dobe som robil niečo iné.

Čím ďalším si sa zaoberal?

Temnou hmotou... Asi pred rokom vyšiel článok, v ktorom autori tvrdia, že v röntgenových spektrách galaxií a kôp galaxií našli emisnú čiaru, ktorá nezodpovedá čiare žiadneho známeho prvku. Teoreticky by potom mohla vznikať rozpadom častíc temnej hmoty, ktorá by sa takto dala po prvýkrát priamo pozorovať. Ja som sa pomocou iných pozorovaní snažil otestovať, či to môže byť pravda.

(pozn. autora: pôvodný článok nájdete na odkaze: http://iopscience.iop.org/0004-637X/789/1/13/)

Viete už, o aký prvok ide? Alebo kde sa tam tá emisná čiara zobrala?

Podľa nás sa o temnú hmotu nejedná a čiara podľa nás vzniká z rôznych systematických efektov modelovania spektra, ale detaily by boli asi príliš technické.

Kopami galaxií sa zaoberal aj článok vydaný v prestížnom časopise Nature, na ktorom si sa podieľal. Vieš nám v skratke povedať, k akému objavu ste dospeli?

Objavili sme veľmi rovnomerné rozloženie ťažkých prvkov v kope galaxií v Perzeovi v celom jej objeme. To znamená, že sa tieto prvky museli nachádzať v medzigalaktickom priestore ešte predtým, ako vznikla samotná kopa, inak by sa kopa musela nejakým spôsobom premiešavať, čo ale nesúhlasí s inými pozorovaniami. Čiže tieto ťažké prvky sú veľmi staré, až 10-12 miliárd rokov. Kopy galaxií sú tiež veľmi veľké a obsahujú veľa hmoty. Z toho vyplýva, že pred ~10 miliardami rokov vesmír obsahoval veľmi veľké množstvo ťažkých prvkov - takže napríklad aj železo v našej krvi môže byť také staré, staršie ako slnečná sústava alebo dokonca aj celá Mliečna Dráha!

(pozn. autora: článok publikovaný v Nature nájdete tu: http://www.nature.com/nature/journal/v502/n7473/full/nature12646.html)

 

Takže sa jedná o veľmi podobné výsledky, ako tie, ktoré ste získali z analýzy údajov XMM-Newton z kopy galaxií v Panne?

V Panne sme ich našli, ale tam sme s interpretáciou skončili, opäť z dôvodu technických záležitostí. V Perzeovi sme mali oveľa rozsiahlejšie pozorovanie, takže sme mohli študovať priestorové rozloženie prvkov a tiež vierohodne určiť ich množstvo.

Aké sú Tvoje odborné plány do budúcnosti?

Všeobecne povedané, rysuje sa niekoľko možných projektov, do ktorých by bolo dobré sa pustiť, a niektoré aj dokončiť ešte pred skončením PhD. A čo ďalej, to je zatiaľ v štádiu riešenia.

Ďakujem za rozhovor.