Odkrył pierwsze znane planety poza Układem Słonecznym i otworzył astronomii drogę do badania tysięcy obcych światów. Na tym jednak nie poprzestał. Prof. Aleksander Wolszczan wciąż szuka kolejnego układu planetarnego wokół pulsara, a gdyby miał okazję, zająłby się także tropieniem technosygnatur obcych cywilizacji. I nadal stara się znaleźć to, czego wcześniej nikt nie widział

Academia: Zdarza się jeszcze Panu po prostu wyjść wieczorem i popatrzeć w gwiazdy? Umie pan zostawić pracę w pracy?

Prof. Aleksander Wolszczan: Robię, co mogę. Wieczorami bardzo chętnie patrzę w niebo. Mam nawet całkiem skomplikowany teleskop, który przyjechał ze mną na Florydę, gdzie od pewnego czasu mieszkam. Niestety tutejsze niebo jest właściwie do niczego. Zimą bywa trochę lepiej i wtedy czasami warto ten teleskop wyciągnąć. Oczywiście mówię o obserwacjach amatorskich. Jeśli natomiast chodzi o pracę zawodową, to romantyzm astronomii w dużej mierze zniknął wraz z komputeryzacją i automatyzacją.

Brakuje Panu wyjazdów do obserwatoriów?

O tak. Tym bardziej że bez naprawdę dobrej znajomości teleskopu – jego właściwości, wad, zalet i rozmaitych ukrytych problemów – bardzo łatwo wpaść w pułapkę i zebrać dane, które do niczego się nie nadają. Chociaż dziś dużo łatwiej i szybciej prowadzi się obserwacje zdalnie, wcześniej warto przynajmniej raz pojechać do instrumentu, z którym będzie się pracowało, i dobrze go poznać. Kiedyś często jeździłem do teleskopów także dlatego, że samo bycie tam i prowadzenie obserwacji było dla mnie celem samym w sobie.

Ma Pan za sobą kilkadziesiąt lat pracy. Co nadal ciągnie Pana do astronomii? chęć poznania, przyzwyczajenie czy wciąż potrzeba znalezienia czegoś nowego?

Można powiedzieć, że to nawyk, ale odkąd zainteresowałem się astronomią, czyli od dzieciństwa, pociągała mnie przede wszystkim możliwość odkrywania. To towarzyszyła mi cały czas i zawsze najbardziej mnie motywowała.

Oczywiście badania astrofizyczne są ważne i fascynujące, ale na czysto osobistym poziomie zawsze chodziło mi o odkrywanie. I to nadal we mnie jest. Emerytura czy nie, wciąż pracuję. Może już nie w takim tempie jak kiedyś, ale nadal próbuję znaleźć coś nowego i rozwiązać nowe problemy.

Kiedy przyszedł moment wyboru studiów, po tych wszystkich dziecięcych i młodzieńczych latach zainteresowania astronomią, zacząłem nawet myśleć, że może trochę mnie to już zmęczyło i może warto byłoby spróbować czegoś innego. Szczególnie, że interesowało mnie dziennikarstwo. Na studiach przez parę lat byłem szefem studenckiego studia radiowego i spędzałem tam znacznie więcej czasu niż nad książkami o astronomii. Ostatecznie jednak wybrałem astronomię jako sposób na życie. Nie mogę powiedzieć, żebym tego żałował.

Jak zaczął pan pracę w Arecibo przy największym wówczas radioteleskopie na świecie?

Mój pobyt w Instytucie Radioastronomii Maxa Plancka w Bonn, miał trwać półtora roku, więc wiedziałem, że w pewnym momencie trzeba będzie zdecydować, co dalej. Dostałem ofertę pracy w Arecibo jako jeden z astronomów obsługujących tamtejszy teleskop. Formalnie byliśmy pracownikami Cornell University, a jednym z naszych zadań było pomaganie obserwatorom przyjeżdżającym z innych uniwersytetów i instytutów badawczych. Miałem również inne oferty w USA, ale odezwała się ta moja mania odkrywania. Pomyślałem, że możliwość spędzenia paru lat przy największym radioteleskopie na świecie to rzecz absolutnie nie do pogardzenia.

Zebraliśmy się więc z rodziną, nie wiedząc właściwie nic o Portoryko, i pojechaliśmy. Z czasem Portoryko i Arecibo stały się dla nas właściwie trzecią ojczyzną – po Polsce i kontynentalnych Stanach Zjednoczonych.

Przylecieliśmy do San Juan późnym wieczorem. Przyjechał po nas kierowca z obserwatorium i przez pierwsze tygodnie, zanim znaleźliśmy dom, mieszkaliśmy w drewnianym domku na palach w dżungli, przeznaczonym dla przyjezdnych obserwatorów. Dotarliśmy tam w kompletnych ciemnościach, potwornie zmęczeni podróżą. Rzuciliśmy bagaże na podłogę i poszliśmy spać: moja żona, córka i ja. Niczego nie widzieliśmy, słyszeliśmy tylko hałas małych żabek coquí.

Dopiero rano otworzyliśmy okno i zobaczyliśmy, gdzie właściwie jesteśmy. Szczególnie dla mojej żony i córki musiał to być szok: „Gdzie ty nas przywiozłeś?”. Ja przynajmniej wiedziałem, że jadę do teleskopu.

Sam teleskop też wyglądał zupełnie inaczej niż ten w Bonn. U Niemców, jak wiadomo, wszystko lśni i błyszczy. W Arecibo najważniejsza była praktyka. Wszystko było użytkowe, proste, bez żadnych ozdób. Teleskop był olbrzymi, ale w tamtejszej wilgoci jego czasza była poplamiona i porośnięta glonami. Przez chwilę pomyślałem nawet: czy to naprawdę był taki świetny pomysł? Gdy jednak podczas pierwszych obserwacji zobaczyłem na ekranie pierwszego pulsara wszystkie wątpliwości natychmiast zniknęły. To było rewelacyjne.

W Arecibo rozpoczęły się obserwacje, które doprowadziły do odkrycia pierwszych planet poza Układem Słonecznym, choć początkowo wcale ich pan nie szukał.

Interesowały mnie milisekundowe pulsary, czyli bardzo szybko wirujące gwiazdy neutronowe. Istniała hipoteza, że warto ich szukać również daleko od płaszczyzny naszej Galaktyki. To bardzo stare obiekty, które dość szybko przemieszczają się w przestrzeni, więc miały dużo czasu, żeby oddalić się od miejsc, w których powstały.

Skorzystałem z tego, że teleskop był wtedy w konserwacji i choć nie był dostępny dla obserwatorow z zewnatrz, lokalni astronomowie mogli go używać jako teleskopu tranzytowego. Sam teleskop się nie poruszał, natomiast przed nim przesuwało się niebo. Przy tak ogromnym instrumencie nawet kilkanaście czy kilkadziesiąt sekund obserwacji jednego fragmentu nieba daje bardzo dobrą czułość. Chciałem po prostu sprawdzić tę hipotezę. 

Dostałem czas bez większego problemu, bo i tak nikt nie prowadził wtedy obserwacji. Dość szybko znalazłem dwa pulsary wysoko nad płaszczyzną Galaktyki. Jeden był piątym znanym wówczas pulsarem milisekundowym. Drugi okazał się układem podwójnym dwóch gwiazd neutronowych, dopiero drugim takim znanym układem. Przy pomocy takich obiektów można testować teorie grawitacji.

Ten drugi obiekt całkowicie mnie wtedy pochłonął. Napisałem pracę do Nature i nawiązałem współpracę z Joe Taylorem, późniejszym laureatem Nagrody Nobla, który oczywiście był takim układem ogromnie zainteresowany.

Dopiero kiedy ten pierwszy szał trochę minął, wróciłem do pierwszego obiektu – tego piątego pulsara milisekundowego. Dość szybko okazało się, że dzieją się z nim dziwne rzeczy. Pulsar jest niezwykle precyzyjnym zegarem. Jeżeli jego impulsy nie docierają do nas dokładnie wtedy, kiedy powinny, oznacza to, że coś wpływa na jego ruch. Zorientowałem się, że w tych zaburzeniach nakładają się na siebie dwa różne okresy. Ich amplituda była tak niewielka, że jeśli odpowiadały za nie obiekty krążące wokół pulsara, musiały mieć masy planetarne. Po pewnym czasie okazało się, że właściwie żadna inna hipoteza nie pasuje.

Potrzebowałem jeszcze bardzo dokładnego pomiaru położenia pulsara na niebie. Poprosiłem więc Dale’a Fraila, który pracował przy Very Large Array w Nowym Meksyku, żeby mi je zmierzył. Chciałem całą sprawę sprawdzić i opublikować możliwie szybko, tym bardziej że informacje o odkryciu zaczęły już krążyć i pojawiło się zainteresowanie mediów. Praca ukazała się w styczniu 1992 roku. To był początek astronomii planet pozasłonecznych.

Pamięta Pan moment, w którym już nie podejrzewał, lecz wiedział, że naprawdę ma przed sobą planety?

Miałem już wszystkie elementy potrzebne do ostatecznego sprawdzenia modelu, który zakładał istnienie dwóch planet o masach kilku mas Ziemi. Byłem wtedy na Cornell University, siedziałem przy komputerze z danymi i próbowałem dopasować do nich model. Model działał bardzo dobrze, ale po odjęciu go od danych zostawały jeszcze pewne regularności. Jeżeli zostaje tylko przypadkowy szum, można powiedzieć – upraszczając – że model pasuje. Jeśli pozostają jakieś systematyczne efekty, oznacza to, że czegoś w nim jeszcze brakuje. Wtedy przyszło mi do głowy coś, co właściwie powinno było przyjść wcześniej: jeżeli są to planety, ich orbity nie muszą być idealnie kołowe. Orbita Ziemi też nie jest przecież idealnym kołem. 

Trochę czasu zajęło mi znalezienie właściwych wartości, ale w końcu trafiłem na taki model, w którym wszystkie regularności w pozostałościach zniknęły. To był właśnie ten moment. Wiedziałem, że to mam. Już właściwie nic więcej nie można było zrobić. Co więcej, fakt, że orbity nie były idealnie kołowe, stanowił dodatkowy argument za tym, że naprawdę są to planety. Patrzyłem na ten wynik dość długo, ze świadomością, że zaczyna się coś zupełnie nowego.

Trzeba przy tym pamiętać, że kilka miesięcy wcześniej Andrew Lyne i jego współpracownicy opublikowali w Nature informację o odkryciu planety wokół innego pulsara. Świat przyjął ją z ogromnym entuzjazmem. Kiedy więc siedziałem przed komputerem, byłem przekonany, że moje planety nie będą pierwsze. Później okazało się, że tamto odkrycie było wynikiem błędu i pracę wycofano. Wtedy oczywiście jeszcze o tym nie wiedziałem. Ale nawet perspektywa bycia drugim wcale nie osłabiała mojego entuzjazmu. Tutaj mieliśmy pulsar milisekundowy i nie jedną, ale dwie planety. To było poczucie, że zrobiło się coś naprawdę niezwykłego.

Dziś znamy ponad sześć tysięcy planet pozasłonecznych. Jak się Pan czuje ze świadomością, że był Pan pierwszy?

To było trzydzieści cztery lata temu, a z czasem wszystko trochę blednie. Nie umniejszam tego, co się wtedy stało, ale z upływem lat patrzy się na takie rzeczy inaczej, choć oczywiście świadomość, że to był pierwszy układ i faktycznie początek nowej dziedziny astronomii, która jest dziś tak ważna i popularna, oczywiście cały czas we mnie pozostaje.

Jedną z pierwszych myśli po odkryciu było zresztą coś w rodzaju żalu: że prawdopodobnie niczego podobnego już nie uda mi się odkryć i może teraz zrobi się strasznie nudno. Naprawdę tak pomyślałem. Na szczęście tak się nie stało. Odkrycia tego kalibru już nie dokonałem, ale później wydarzyło się jeszcze wiele ciekawych rzeczy. I mam nadzieję, że jeszcze się wydarzą.

Wciąż próbuje pan znaleźć drugi podobny układ planetarny wokół pulsara. Dlaczego jego odkrycie byłoby tak ważne?

Statystyka oparta na jednym obiekcie to żadna statystyka. Jeden układ nie mówi nam prawie nic o planetach wokół pulsarów poza tym, że muszą być bardzo rzadkie. Prowadzono i nadal prowadzi się bardzo wiele precyzyjnych obserwacji pulsarów. Robi się je w innych celach, ale te same dane można wykorzystać również do sprawdzania, czy nie kryją się tam planety. Dotychczas nikomu nie udało się znaleźć drugiego układu takiego jak tamten. Owszem, znaleziono wokół pulsarów kilka obiektów o masach mniejszych niż gwiazdowe, ale wiemy, że są to dawne gwiazdy, z których pulsar zdarł większość materii. Jest też planeta w gromadzie kulistej, ale wszystko wskazuje na to, że została przechwycona przez pulsara od normalnej gwiazdy podczas bliskiego spotkania.

Układ PSR B1257+12 jest inny. Wiemy już bez większych wątpliwości, że musiał powstać z dysku materii, podobnie jak układy planetarne wokół zwykłych gwiazd. Być może z materii wyrzuconej podczas wybuchu supernowej mogl powstac taki dysk.

Dlaczego więc nie znamy drugiego takiego układu, jak tamten? Najprostsza odpowiedź brzmi: są bardzo rzadkie. Trudno sobie jednak wyobrazić, żeby w całej Galaktyce istniał tylko ten jeden.

Dlatego razem z moimi współpracownikami w Chinach korzystamy z FAST, największego obecnie radioteleskopu na świecie. Co roku staramy się o czas obserwacyjny, dokładamy kolejnych kandydatów i sprawdzamy następne pulsary. Zaczynamy właśnie trzeci taki projekt. To potrwa długo. Ale warto. Jeżeli znajdziemy drugi taki układ, statystyka dwóch obiektów będzie o niebo lepsza niż statystyka jednego.

Gdyby dostał pan dziś do dyspozycji dowolny instrument i nieograniczony czas obserwacyjny, czego by pan szukał?

Myślę, że dołączyłbym do poszukiwaczy małych zielonych ludzików. Wydaje mi się, że metody radiowe nadal są bardzo obiecujące. Trudno powiedzieć, że najlepsze, bo w tej dziedzinie tak trudno robić jakiekolwiek założenia, że właściwie nie wiadomo, co jest najlepsze, a co trochę gorsze. Technologicznie są jednak stosunkowo łatwe w porównaniu z innymi metodami.

Miałem trochę do czynienia z poszukiwaniem technosygnatur, jak się to teraz nazywa. Na Penn State SETI stało się właściwie pełnoprawnym kierunkiem badań, łącznie z możliwością robienia doktoratów w tej dziedzinie. SETI przeszło drogę od czegoś leżącego na pograniczu nauki i spekulacji do całkiem solidnej, uznanej części astrobiologii. Stało się tak oczywiście dzięki odkryciu planet poza Układem Słonecznym. Astrobiologia eksplodowała, a razem z nią SETI i poszukiwanie technosygnatur.

Ponieważ całe moje zawodowe życie polegało na podejmowaniu różnego rodzaju ryzyka i zabieraniu się za projekty, które mogły wydawać się mocno spekulatywne, a dość często udawało mi się osiągnąć to, co sobie zamierzyłem, może udałoby się jeszcze raz.

Nauka jest najciekawsza właśnie na takich pograniczach?

Oczywiście. Z doświadczenia wiadomo, że naukę napędzają przypadkowe odkrycia i spekulacje, które z czasem okazują się czymś znacznie więcej niż spekulacją. Nie miałaby się chyba tak dobrze, gdyby opierała się wyłącznie na ekstrapolowaniu tego, co już wiemy, i posuwaniu się naprzód małymi krokami. Często buduje się nową, czulszą aparaturę właśnie po to, żeby zrobić taki kolejny krok, a nagle pojawia się coś zupełnie nowego. Wtedy dotychczasowe przewidywania idą w kąt, bo cała gałąź nauki zaczyna rozwijać się w innym kierunku.

Zrobiłby pan coś inaczej, gdyby mógł jeszcze raz przejść swoją drogę naukową?

Zawsze można zrobić coś inaczej. Gdybym nie zdołał naprawdę interesująco spędzić mojego zawodowego życia, pewnie znalazłbym na to pytanie jakąś odpowiedź. Ale ponieważ udało mi się je spędzić bardzo dobrze, to po co marudzić i chcieć jeszcze?

Aleksander Wolszczan – astronom, profesor nauk fizycznych, członek Polskiej Akademii Nauk. Absolwent Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, od 1992 r. związany z Pennsylvania State University. Pracował m.in. w Instytucie Radioastronomii Maxa Plancka w Bonn oraz w Obserwatorium Arecibo w Portoryko. W 1992 r. wraz z Dale’em Frailem ogłosił odkrycie układu planetarnego wokół pulsara PSR B1257+12 – pierwszych potwierdzonych planet poza Układem Słonecznym. Laureat m.in. Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, Beatrice M. Tinsley Prize Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego oraz Medalu Bohdana Paczyńskiego. W 2025 r. jego nazwiskiem nazwano planetoidę (805997) Wolszczan i planetarium Morskiego Centrum Nauki w Szczecinie. Członek korespondent PAN od 1994 roku.

• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi
• Polska Akademia Nauk