Richard Mewaldt jest absolwentem fizyki na Lawrence University oraz Washington University w St. Louis. Jako wieloletni współpracownik NASA był zaangażowany w projekty IMP-7, IMP-8, ISEE-3 (ICE), SAMPEX oraz Guest Investigato. Obecnie zajmuje się badaniami wysokoenergetycznych cząstek na jednej z najbardziej prestiżowych uczelni na świecie – amerykańskim California Institute of Technology.
Richard Mewaldt jest również autorem publikacji na temat aktywności słonecznej. Zapraszam do przeczytania wywiadu, jakiego udzielił w tym miesiącu specjalnie dla AstroNewsów.

Iwona Chałuś: Witam! Od wielu lat prowadzi Pan badania na Wydziale Astrofizyki. Czego dokładnie dotyczą te prace?

Richard Mewaldt: Dzień dobry! Moja grupa badawcza na Caltechu jest znana jako Space Radiation Laboratory. Połowa zespołu zajmuje się budową aparatury do badania promieniowania ultrafioletowego oraz promieniowania gamma występującego w kosmosie. Pozostałe osoby budują przyrządy do badania cząstek, które zostały przyspieszone do wysokich energii. Ja pracuję właśnie w tej drugiej grupie.

Cząstki, które badamy zostały przyśpieszone bądź przez supernowe, bądź przez Słońce podczas erupcji związanych z rozbłyskami słonecznymi. To właśnie te cząsteczki, występujące w całej przestrzeni międzyplanetarnej, nazywamy promieniowaniem kosmicznym.

ICh: Jaki jest cel tych prac?

RM: Szczególnie zależy nam na mierzeniu izotopowych składów tych wysokoenergetycznych jąder. Jest to tak ważne, ponieważ te cząstki są naszym bezpośrednim materiałem badawczym, jaki pochodzi ze Słońca.

ICh: Słońce wydaje się być gwiazdą, o której wiemy najwięcej. Z drugiej strony to cały czas obszar niezbadany i pełen tajemnic. Mógłby Pan zdradzić kilka z nich?

RM: Oczywiście. Chociaż mamy wiele pięknych zdjęć rozbłysków słonecznych wraz z wyrzutami koronalnymi, wciąż nie rozumiemy, w jaki sposób powstaje energia, która powoduje te zdarzenia. Tajemnicą jest dla nas jak ta energia jest uwalniana i w jaki sposób cząsteczki są przyspieszane.

Ponadto, wiele zaciekawienia wzbudza ostatnio słoneczna prądnica. Chcemy się dowiedzieć jak działa i w jaki sposób generuje pole magnetyczne wokół Słońca. I ostatecznie nie wiemy, w jaki sposób słoneczna korona jest nagrzewana do temperatury wiele powyżej 1 000 000 stopni Celsjusza albo jak dokładnie wiatr słoneczny jest przyśpieszany do prędkości 1 500 000 km/h.

Ostatnio pole magnetyczne Słońca uległo znacznemu osłabieniu. Zastanawiamy się, czy i jakie konsekwencje będzie to miało na klimat na Ziemi.

ICh: Kwestia wpływu pola magnetycznego Słońca na Ziemię jest dowodem na to, że astrofizyka nie jest – jakby się mogło wielu wydawać – dziedziną zupełnie abstrakcyjną. Wyniki pracy astrofizyków mają wpływ na codzienne życie na Ziemi. Jakie są zatem, Pana zdaniem, najważniejsze zastosowania astrofizyki?

RM: Nasza technologia polega w dużym stopniu na technologii kosmicznej i systemie GPS. Zaczynamy rozumieć, że jesteśmy podatni na kosmiczną pogodę – słoneczne erupcje mogą rozstroić naszą komunikację. Także ziemskie systemy energetyczne bywają nieodporne na wiatr słoneczny. Ta moc jest tak silna, że może nawet zagrozić podróżom samolotowym.

Zrozumienie astrofizyki jądrowej, tj. wszystkich procesów, dzięki którym gwiazdy generują energię i tworzą cięższe cząsteczki, odegrało rolę w rozwoju źródeł energii nuklearnej na Ziemi. W ostatniej dekadzie dokonaliśmy ogromnego postępu w przewidywaniu kosmicznej pogody, ale cały czas czeka nas na tym polu wiele nowych rzeczy do odkrycia i zrozumienia.

ICh: W jaki sposób próbujemy zrozumieć te zjawiska?

RM: Aby zbadać dwie ostatnie „tajemnice”, NASA zaprojektowała misję Solar Probe Plus. Celem tego projektu jest dotarcie na odległość ok. 0,05 j.a. od Słońca, aby zbadać te procesy. Moja grupa badawcza ma szczęście pracować nad tym projektem – zamierzamy ruszyć pełną parą w 2018 roku.

ICh: Podczas podobnego projektu STEREO, nie mieliśmy do dyspozycji urządzeń, które by nam na to pozwoliły. STEREO odbywał się zaledwie pięć lat temu. Czy zatem cele Solar Probe Plus nie są zbyt ambitne jak na nasze aktualne możliwości techniczne?

RM: To prawda, że napotykamy na wiele ograniczeń podczas badań. Z tego względu nasze urządzenia muszą być przede wszystkim małe i lekkie. Na szczęście ogromne postępy w elektronice kosmicznej (lekkiej i niskoenergetycznej) oraz w technologii detekcji umożliwiły bardziej dokładne pomiary.

Detektory działające na Ziemi są obecnie zdolne działać w zakresie wysokoenergetycznego promieniowania gamma. Pozwala to na obrazowanie źródeł promieniowania kosmicznego w naszej Galaktyce, z dokładnością do pulsarów, a nawet pozostałości po supernowych. Jest to szczególnie ważne biorąc pod uwagę fakt, że w przestrzeni kosmicznej dysponujemy ograniczoną masą i energią.

ICh: Był Pan współprojektantem „balloon-borne instruments”, które badały antyprotony występujące w promieniowaniu kosmicznym. Jakie są najnowsze (powiedzmy z ostatniej dekady) odkrycia techniczne, które ułatwiły Panu pracę nad tym zagadnieniem?

RM: Chociaż te badania wystartowały wcześniej, to dopiero w ostatniej dekadzie nastąpił rozwój w odczytywaniu starych (tj. pochodzących sprzed 10 000 lat) cząstek promieniowania, które znajdują się w ziemi. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu radioaktywnych izotopów berylu (Be-10 będący w wierzchołkach lodowców) oraz węgla (C-14 znajdującego się w pniach drzew). Ponieważ intensywność promieniowania na Ziemi jest uzależniona od aktywności słonecznej, badanie Be-10 daje nam zapis zmian, jakie zachodziły na Słońcu podczas ostatnich 10 000 lat. To fascynujące, że te zmiany korelują ze zmianami klimatu na Ziemi w tym samym okresie. Stawia to przed nami kolejne pytania: czy Słońce jest odpowiedzialne za zmiany klimatu na Ziemi, a może ten związek jest tylko przypadkowy…?

ICh: Tym refleksyjnym akcentem pragnę zakończyć wywiad. A Panu dziękuję za rozmowę!

RM: Dziękuję bardzo. Z przyjemnością wspominam moje wizyty w Polsce w 2000 i 2009 roku. Z chęcią odwiedziłbym Polskę po raz kolejny, gdybym miał tylko więcej czasu. Życzę Pani powodzenia w edukacji!

ICh: Życzę zatem okazji do odwiedzenia Polski, a przede wszystkim wytrwałości na drodze odkrywania tajemnic kosmosu.

Na temat najważniejszych wydarzeń w badaniach przestrzeni kosmicznej z Richardem Mewaldtem rozmawiała Iwona Chałuś.

Autor

Iwona Chałuś