Milion dolarów na godzinę. O najdroższym czasie we Wszechświecie

W życiu wielu astronomów przychodzi chwila, w której porzucają znane im schematy pracy. Codzienne zadania schodzą na dalszy plan. Godziny pracy stają się niepokojąco długie, a liczba otwartych okien w przeglądarce internetowej zaczyna przekraczać granice rozsądku. To sezon aplikacji o czas na teleskopie. Opowiem o jednym konkretnym – Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba (James Webb Space Telescope, JWST). Termin składania wniosków minął 16 października o 2 w nocy. I choć, pisząc te słowa, miałem jeszcze dwa tygodnie, czułem, że po raz kolejny zasnę spokojnie dopiero o tej właśnie godzinie.

– Dlaczego zawsze, ale to zawsze czekacie z tym do samego końca? – pyta mnie już niemal tradycyjnie żona, a ja nie znajduję odpowiedzi. To chyba coś w naturze astronomów albo i naukowców w ogóle: kochamy (i nienawidzimy) deadline. Moglibyśmy przecież spędzić miesiąc przed terminem na napisaniu wniosku, a potem tylko spokojnie go poprawiać i dopracowywać. Jednak dopiero zbliżający się nieubłagalnie termin skłania nas do zaniedbania innych zadań, które na co dzień wydają się dużo ważniejsze. Im bliżej terminu, tym wyższe prawdopodobieństwo, że ulegniemy gorączce i damy się wciągnąć w tę szaloną, kosmiczną loterię.

Koszt zapytania

Tak właśnie wielu z nas odbiera dziś składanie wniosków na bezcenny, teleskopowy czas. Statystycznie tylko jeden na dziewięć zostanie zaakceptowany. To oczywiście znacznie większe szanse niż wygranie „szóstki” w totka, ale też wymaga zdecydowanie więcej pracy. Jednak proces selekcji wniosków czasami przypomina losowanie.

Znam przypadki, w których ten sam wniosek, wysłany rok po roku z końca stawki, był w stanie przemieścić się niemal na szczyt rankingu. Spotykamy się z komentarzami od komisji, które jasno wskazują, że nasze zgłoszenie zostało zupełnie niezrozumiane albo niedokładnie przeczytane. Frustracja naukowców jest więc zrozumiała.

Teleskop kusi jednak niesamowitymi zdjęciami i szansą na wyjątkowe naukowe wyniki. „Czy Małe Czerwone Kropki mrugają?”, „Czy obfitości metali mogą wyjawić pochodzenie masywnych planet?”, „Czy wyschnięty olbrzym wokół czerwonego karła to fakt czy fikcja?” – to kilka przykładów tytułów wniosków, które zyskały przychylność komisji przydzielającej „czas na Webbie”.

Czas ten nie jest bezcenny, ale jest bardzo drogi. Godzina obserwacji przelicza się mniej więcej na milion dolarów. Nie jest to na szczęście kwota, którą obserwujący musi uiścić, aby otrzymać dane. Jest to po prostu zsumowany całkowity koszt budowy, umieszczenia na orbicie oraz zarządzania i obsługi teleskopu, podzielony na całkowity czas działania. Pisanie wniosku staje się więc próbą przekonania komisji, że pytania, które zadajemy kosmosowi, są warte kilkanaście milionów dolarów.

Ogromny przywilej

Jakie pytania zadałem ja? W ubiegłym roku sztuka aplikacji w końcu mi się powiodła. Za drugim podejściem mój wniosek obserwacyjny zdobył przychylność komisji. Webb spędzi cały dzień (dokładnie 24,5 godziny) na badaniu młodych (o wieku do pół miliona lat) dysków planetotwórczych. Będę w nich szukał wody, tlenku i dwutlenku węgla oraz innych molekuł. Chcę je zbadać, bo w nich zaczynają powstawać planety, a nasza wiedza do tej pory o nich jest dużo mniejsza niż o tych starszych dyskach, w których planety już prawdopodobnie krążą. „Dlaczego młode dyski są takie suche?” – oto esencja tego projektu. Bo o ile w starszych dyskach znajdujemy mnóstwo wody, to w tych młodszych jej wykrycie przychodzi z trudnością.

To nie jedyny „polski” projekt, który zyskał uznanie komitetu przydzielającego czas. Dr Tomasz Kamiński z Centrum Astronomicznego Mikołaja Kopernika dostał ponad 9 godzin czasu teleskopowego na obserwacje konsekwencji kosmicznych kolizji – zbada enigmatyczne wydarzenia znane jako „czerwone nowe”. Materiał, który po nich pozostał, jest zaskakująco bogaty w zamrożone ziarna pyłu. Jak to możliwe po niewątpliwie gorącej eksplozji? To właśnie pytanie warte 9 milionów dolarów.

Kamiński tak mówi o swoich wysiłkach w zdobywaniu danych: „Kilka lat szlifowałem tekst wniosku. Udało się dopiero za trzecim razem i przyznaję, że pozytywne wieści przyjąłem z pewnym niedowierzaniem. Ale, do trzech razy sztuka! Dostęp do JWST uważam za ogromny przywilej, zwłaszcza że tematyka moich badań nie mieści się w aktualnym mainstreamie. Kiedy kilka tygodni temu wreszcie zobaczyłem pierwsze dane, poczułem ulgę, że obserwacje zostały wykonane optymalnie. Wiem, że JWST jest niezwykle czuły, ale dotarło to do mnie na zupełnie innym poziomie zrozumienia, kiedy zobaczyłem widma JWST dla moich obiektów. Uzyskane widma są świetnej jakości i zawierają zarówno struktury, których się spodziewałem, jak i niespodziewane linie”.

To chyba jedne z najlepszych momentów w życiu astronoma: zobaczyć coś nowego, uzyskać dostęp do nieznanego dotąd skrawka wszechświata i przez chwilę być jedynym, który znalazł się sam na sam z tajemnicą kosmosu. Choć oczywiście zaraz potem dzielimy się informacją z każdym, kto chce nas słuchać, bo to jest właśnie w nauce najważniejsze.

Poczucie wspólnoty

Myślę, że nawet gdy mam wystarczającą ilość danych, będę kuszony, by wziąć w tym szaleństwie udział po raz kolejny. Towarzyszą mu emocje, których trudno szukać w codziennej pracy. Na przykład ten związany z zastrzykiem adrenaliny, gdy przyjdzie do głowy genialny pomysł kilka dni (lub godzin) przed terminem. Czasami to właśnie te krótkie przebłyski, a nie te żmudnie przygotowywane miesiącami wnioski, zyskują uznanie komisji. Jest to też wydarzenie niesamowicie spajające zespół, a brak uczestnictwa w nim grozi wręcz FOMO.

Moment ogłoszenia wyników też jest szczególny i zawsze nas zaskakuje, bo nie wiemy, którego dokładnie dnia nastąpi. Czasami, na przykład podczas zwiedzania Obserwatorium Watykańskiego, przewodnik nie rozumie, czemu wszyscy nagle wpatrują się w telefony zamiast go słuchać, albo na konferencjach, kiedy zaspanych naukowców na korytarzu wita okrzyk „Udało mi się!”. I choć częste są reakcje zawodu i rozczarowania, dominuje poczucie, że jesteśmy w tym razem – z jednej strony rywalizując, z drugiej wspierając się w tym trudzie.

Sezon wniosków

A kto właściwie ocenia wnioski? Część z nich – te największe i wymagające zainwestowania dużej ilości czasu teleskopowego – bierze na siebie tzw. Komisja Przydzielająca Czas (Time Allocation Committee, TAC). Do mniejszych wybiera się też grono zewnętrznych ekspertów, którzy przysyłają swoje oceny, potem uśredniane (i wnioskodawcy, i oceniający pozostają anonimowi). Jednym z nich byłem w poprzednim cyklu obserwacyjnym również ja i dziś patrzę na cały system aplikacji nieco inaczej. Przede wszystkim mało kto ma czas na szczegółowe przeczytanie kilkunastu, czterostronicowych wniosków obserwacyjnych. Szukamy słów kluczy, spełnionych kryteriów i właściwie postawionych pytań, które dają nadzieję, że czas na teleskopie zostanie właściwie wykorzystany.

Na kilka dni przed upływem terminu zgłoszeń zauważymy wysyp artykułów na platformie preprintowej arXiv. Tam naukowcy zazwyczaj udostępniają swoje wyniki, aby ułatwić ich rozpowszechnianie. Niepisaną zasadą było udostępnianie artykułów, które już przebrnęły przez proces recenzji. Sezon wniosków rządzi się jednak swoimi prawami.

Z powodu wymogu anonimowości autorzy nie mogą napisać: „Badam dyski z użyciem JWST i dlatego doskonale wiem, dlaczego powinniśmy obserwować ich więcej”. Zamiast tego napiszą: „Jak pokazują Tychoniec et al. (2025), młode dyski to obszary wymagające nowych badań”. To trochę nieporadna sztuczka – często dość łatwo zgadnąć, z kim albo przynajmniej z którą grupą badawczą mamy do czynienia (choć najczęściej zdradza nas styl wykresów i dobór kolorów). Ale umieszczenie artykułu w przestrzeni publicznej pozwala nam się do niego odnieść i poprawnie zacytować bez łamania zasad.

Losowość procesu

Badania jasno pokazują, że anonimizacja zdecydowanie wyrównuje szanse w wyścigu po dane. Po jej wprowadzeniu w wielu obserwatoriach zniwelowane zostały nierówności płci, stopnia kariery czy regionu geograficznego. Choć z tym ostatnim bywa różnie – dość często mówi się o nierównych szansach nieanglojęzycznych naukowców. Sam się z tym zmagam.

Tzw. native speakerzy popełniają dużo mniej błędów stylistycznych, a ich język łatwiej wchodzi w rolę sprzedawcy i adwokata projektu badawczego. Bo czym innym jest wniosek o czas na teleskopie, jeśli nie sprzedażą swojego pomysłu? Moje, pisane po angielsku, kanciaste, techniczne zdania zdają się opierać przyjaznej, przekonującej formie. Trudno też nie zauważyć różnic między wylewnym i ultraoptymistycznym stylem amerykańskich naukowców a zachowawczym i rzeczowym tonem Europejczyków. To oczywiście generalizacja, ale różnice kulturowe nie znikają w anonimowym procesie.

Na ciekawy, ale i ryzykowny krok zdecydowały się takie obserwatoria jak ALMA czy ESO. Tam wnioski oceniają sami wnioskujący. Za każdy napisany wniosek dostajemy „nagrodę”: dziesięć wniosków do ocenienia. Rozwiązuje to część problemów, przenosząc odpowiedzialność na samych użytkowników. A przede wszystkim – daje poczucie losowości całego procesu.

Drużyna zwierciadła

O czas na teleskopie kosmicznym może ubiegać się każdy. Zazwyczaj jednak doświadczenie naukowe i siatka współpracowników są niezbędne. JWST to kosmicznie skomplikowana maszyna, więc od zadania ciekawego astronomicznie pytania do odpowiedzi wiedzie zawiła droga – ułatwiana przez odpowiednią strategię obserwacyjną. Dlatego do ambitnego projektu trzeba zebrać drużynę: doświadczoną badaczkę, która zna dziedzinę na wylot; utalentowanego doktoranta z drygiem do pięknych wykresów; teoretyczkę, potrafiącą podać przykłady modeli, z którymi porównamy obserwacje; no i kogoś, kto zna na wylot JWST i wymyśli optymalną strategię obserwacji, a najlepiej – jeśli później zredukuje dane (to najczęściej ja). To moim zdaniem absolutnie minimalny skład do pisania projektu obserwacyjnego.

Gdy kilka tygodni temu pomyślałem, że warto napisać ten artykuł, miałem przed sobą dość spokojny cykl wnioskowy. Ze świeżymi danymi z poprzedniego cyklu, które dopiero zaczynają spływać, mam pełne ręce roboty. Pomagam przy kilkunastu wnioskach, więc to i tak będzie bardziej intensywny czas niż zwykle, ale to bez porównania z zaangażowaniem we własny projekt.

W niedzielę po południu przyszedł jednak e-mail od współpracowniczki z niepozornym tytułem „JWST proposal idea”. Wiedziałem, że kolejne kliknięcie to otwarcie puszki Pandory. Pomysł mi się spodobał – bardzo. Jest dość szalony, ale wykonalny. Napiszemy projekt razem – zdecydowanie wolę działania zespołowe od tych, gdzie większość pracy spada na głównego autora. Jestem pewien, że rychły deadline znów rozbudzi w nas kreatywność.