Slovenka sa v renomovanom Massachusettskom technologickom inštitúte (MIT) venuje experimentom na rozhraní kvantovej fyziky a gravitácie.
Astrofyzička Dominika Ďurovčíková. Zdroj: MIT. Photo: Jared Charney
Mladá astrofyzička Dominika Ďurovčíková pôsobí ako doktorandka v Kavliho inštitúte pre astrofyziku a výskum vesmíru v Massachusettskom technologickom inštitúte (MIT), kde sa venuje experimentom na rozhraní kvantovej fyziky a gravitácie pod vedením profesorky Anny-Christiny Eilersovej a profesora Roberta Simcoa.
Astrofyzika mladej vedkyni učarovala. Pri pohľade na hviezdne nebo si podľa nej človek uvedomí, že „existuje niečo viac ako naše každodenné problémy“. Rada by preto presvedčila niektoré mesto, aby na hodinu úplne vyplo osvetlenie (samozrejme okrem nemocníc a iných nevyhnutných zariadení). Ľudia by tak mohli pozorovať Mliečnu cestu alebo hviezdy.
Výskum slovenskej astrofyzičky aj jej prácu v neziskovej organizácii EWAAB (Encouraging Women Across All Borders) nedávno vyzdvihol článok uverejnený na stránke MIT News Massachusettského technologického inštitútu.
Kvazary ako majáky z minulosti
Od roku 2020 odkrýva Dominika Ďurovčíková v MIT záhady raného vesmíru. Pátra po vzdialených kvazaroch – prastarých supermasívnych čiernych dierach emitujúcich obrovské množstvo svetla. Čím sú kvazary vzdialenejšie, tým viac informácií poskytujú o vesmíre v ranom období.
„Sú ako majáky z minulosti, ktoré môžete stále vidieť a ktoré vám môžu povedať niečo o vesmíre v tomto štádiu. Je to takmer ako archeológia,“ uviedla pre MIT News.
Na snímke je časť oblohy, kde sa nachádza rekordný kvazar J0529-4351. Pomocou ďalekohľadu ESO (VLT) v Čile sa zistilo, že tento kvazar je najjasnejším doteraz známym objektom vo vesmíre. Obrázok bol vytvorený zo snímok, ktoré sú súčasťou Digitized Sky Survey 2, zatiaľ čo vložka ukazuje polohu kvazaru na snímke z Dark Energy Survey. Zdroj: ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey
Epocha reionizácie prežiarila vesmír
Vo svojom nedávnom výskume sa Dominika Ďurovčíková zamerala na tzv. epochu reionizácie, keď si žiarenie kvazarov, hviezd, galaxií a iných svetelných telies prerazilo cestu cez tmavé mračná atómov vodíka, ktoré zostali po veľkom tresku, a prežiarilo svojím svetlom vesmír.
„Reionizácia bola fázovou premenou, keď sa všetka hmota okolo galaxií zrazu stala priehľadnou,“ hovorí. „Konečne sme mohli vidieť svetlo, ktoré inak pohlcoval neutrálny vodík.“
Dominika Ďurovčíková hľadá tiež odpoveď na otázku, čo viedlo k reionizácii. Hoci astrofyzikálna komunita stanovila približný časový rámec reionizácie, zostáva mnoho otázok stále otvorených. Dominika preto dúfa, že výskumom sa jej podarí objasniť niektoré z nich.
„Veľkou nádejou je, že ak viete stanoviť okamih reionizácie, môže vám to poskytnúť informácie o zdrojoch, ktoré ju spôsobili,“ hovorí. „Ešte tam celkom nie sme, ale skúmanie kvazarov by mohol byť spôsob, ako sa tam dostať.“
Čas a vzdialenosť v kozmickom meradle
Kvazary, o ktoré sa astrofyzička najviac zaujíma, sú klasifikované ako objekty „s vysokým červeným posunom“. Červený posun je zníženie frekvencie elektromagnetického žiarenia vlny od kvazarov a iných vzdialených objektov. V astrofyzikálnom kontexte sa dá použiť na určenie toho, ako dlho svetelná vlna putuje a ako ďaleko je jej zdroj, pričom sa zohľadňuje rozpínanie vesmíru.
„Čím je červený posun väčší, tým bližšie sa dostanete k počiatku vesmíru,“ vysvetľuje Ďurovčíková.
Výskum ukázal, že reionizácia sa začala približne 150 miliónov rokov po veľkom tresku a približne 850 miliónov rokov po ňom boli tmavé vodíkové mračná, ktoré tvorili medzigalaktickú hmotu (intergalactic medium – IGM), plne ionizované.
Ako vznikli kvazary?
V najnovšej štúdii skúmala Ďurovčíková súbor 18 kvazarov, ktorých svetlo sa začalo šíriť približne 770 až 950 miliónov rokov po veľkom tresku. Spolu so svojimi kolegami roztriedila kvazary na základe vzdialenosti do troch kategórií, aby mohla porovnať množstvo neutrálneho vodíka v IGM v rôznych epochách. Tieto množstvá pomohli spresniť čas reionizácie a potvrdili, že údaje z kvazarov sú konzistentné s údajmi z iných typov telies.
Jedna z otázok, ktorá úzko súvisí s jej výskumom, sa týka vzniku kvazarov vôbec. Sú také staré a masívne, že spochybňujú súčasné predstavy o odhadovanom veku vesmíru. Ich svetlo pochádza z obrovskej gravitačnej sily, ktorou pôsobia na plazmu, ktorú pohlcujú. Kedy sa začali formovať, ak na to boli dostatočne veľké už pred miliardami rokov?
„Tieto čierne diery sa zdajú byť príliš masívne na to, aby vyrástli v čase, ktorý naznačujú ich spektrá,“ hovorí. „Je tam niečo, čo zahmlieva zvyšok ich rastu? Hľadáme rôzne metódy merania ich životnosti.“
Študentkám „otvára“ dvere
Okrem výskumu sa Dominika Ďurovčíková venuje aj práci v neziskovom sektore. V roku 2020 bola spoluzakladateľkou globálnej neziskovej organizácie EWAAB (Encouraging Women Across All Borders), ktorej hlavnou misiou je vzdelávať vysokoškoláčky v komunikácii a vo vedení, poskytovať im celosvetovú podpornú sieť a dopomôcť im k lepšiemu sebavedomiu.
„V živote uvidíte veľa dverí,“ hovorí. „Sú dvere, ktoré uvidíte otvorené, a sú dvere, ktoré uvidíte zatvorené. Najväčšou tragédiou je však to, že je toľko dverí, o ktorých ani neviete, že existujú.“
Vie to i na základe vlastnej skúsenosti. Doktorandskému štúdiu na MIT predchádzalo štvorročné štúdium fyziky na renomovanej Oxfordskej univerzite. Za to, že sa nakoniec prihlásila na štvorročný magisterský program Oxfordskej univerzity, vďačí svojej učiteľke Eve Žitnej, ktorá jej otvorila pomyselné dvere a „zasiala semienka“. S Evou Žitnou sa stretla v programe International Baccalaureate (IB).
„Práve pobyt v prostredí IB programu mi začal otvárať možnosti, o ktorých som predtým neuvažovala,“ hovorí.
Nekonečné diaľky vesmíru
Dominika Ďurovčíková má radosť z toho, keď môže pomáhať študentkám na ich ceste. Teší ju aj práca v skupine MIT Astrogazers, ktorá odkrýva širokej verejnosti tajomstvá vesmíru. Neraz už bola svedkom, keď si ľudia odrazu uvedomili nekonečné diaľky vesmíru. Ako spoluriaditeľka MIT Astrogazers už zažila mnoho takýchto okamihov. „Dôvod, prečo mi na tom záleží, je ten, že všetci sa v živote veľmi ľahko necháme uniesť maličkosťami,“ hovorí. „(…) Potom sa pozriete na oblohu a uvedomíte si, že je tu niečo oveľa krajšie a oveľa väčšie ako všetky tieto drobnosti.“
Zdroj: MIT News, Wikipedia (1, 2), astro.cz
(zh)
