Jak licealistka z Opola zapatrzyła się w gwiazdy i co z tego wynikło

Nina Bąkowska to moje największe odkrycie astronomiczne od czasu wskazania, w poprzedniej dekadzie, najbliższej Ziemi mikrosoczewki grawitacyjnej - pisze pół żartem w „Uranii” jej redaktor naczelny, prof. Maciej Mikołajewski z Uniwersytetu im. Mikołaja Kopernika w Toruniu. I już całkiem poważnie podkreśla, że Nina i jej praca - opublikowana w najnowszym numerze „Uranii” - to jeden z najciekawszych rezultatów ubiegłorocznego konkursu „Nasza szkolna przygoda z astronomią”.

Wagę badawczych rezultatów Niny wyjaśnia odredakcyjny wstęp do jej artykułu: „Dość powszechne panuje przekonanie, że na Bałtyku, jako płytkim śródlądowym morzu, zjawiska pływowe nie występują bądź pozostają niezauważalne. Tymczasem zgromadzone przez gimnazjalistkę dane sugerują, iż różnice pomiędzy przypływami syzygijnymi i odpływami kwadraturowymi mogą wynosić nawet 30 cm”.

Laik przy tym opisie odpada, ale spokojnie. Nina (już licealistka) tłumaczy: - Księżyc, jak wiadomo, oddziałuje na Ziemię, a jego siły grawitacyjne szczególnie mocno oddziałują na cząsteczki wody w morzach i oceanach, które aktualnie znajdują się po jego stronie. Wtedy następuje spiętrzenie wody, czyli przypływ. Jednocześnie na przeciwległych miejscach Ziemi poziom wód się obniża, czyli następuje odpływ. Wielkość tego zjawiska jest uzależniona od położenia Słońca i Księżyca w stosunku do Ziemi. Kiedy te trzy ciała niebieskie są w jednej linii - a dzieje się tak podczas nowiu i pełni Księżyca - wówczas ich przyciąganie się sumuje i pływy osiągają największą amplitudę. Są to pływy syzygijne. Najmniejsze pływy - kwadraturowe - występują kiedy Księżyc jest w I i III kwadrze, bo wówczas Księżyc, Ziemia i Słońce tworzą kąt prosty.

Aby zbadać zależność wpływu faz Księżyca na poziom wody, Nina przeanalizowała odchyłek od średniego poziomu morza w Zatoce Gdańskiej na podstawie danych Instytutu Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego. Z kolei, aby wyznaczyć fazy Księżyca, przeprowadziła obserwacje tego zjawiska. Niemal codziennie o tej samej porze robiła zdjęcia tarczy Księżyca, posługując się teleskopem znajdującym się na Teneryfie.

- Ta praca zdumiała mnie dojrzałością postawienia problemu naukowego i urzekła próbą jego rozwiązania - komentuje prof. Maciej Mikołajewski i przyznaje, że rozmawiając z Niną - zapominał, że ma do czynienia z dziewczynką, a nie uczoną.

Pasja zrodzona z przypadku

Pasja Niny narodziła się przypadkowo. W gimnazjum w Pokoju każdy drugoklasista miał wykonać projekt na koniec roku szkolnego. Jedni pisali o sporcie, inni o przyrodzie.

- A my z koleżankami zdecydowałyśmy się na astronomię - mówi Nina Bąkowska. - Stwierdziłyśmy, że to będzie przyjemny i lekki temat, odpowiadający naszym zainteresowaniom przedmiotami ścisłymi. Przede wszystkim jednak chciałyśmy być oryginalne.

Projekt zatytułowany „Astronomia - daleko czy jednak blisko” miał na celu popularyzację tej dziedziny nauki wśród rówieśników. To wtedy Nina zarejestrowała się w Wirtualnej Akademii Astronomii, prowadzonej przez UO, zaczęła jeździć na wykłady, obserwacje, robić prezentacje dla kolegów. Mocnego wsparcia udzieliła jej nauczycielka fizyki i informatyki, Marzena Draszczuk. Kiedy WAA ogłosiła konkurs, Nina była gotowa do niego przystąpić.

- W astronomii połowa sukcesu to pomysł - tłumaczy. - Nie musi być skomplikowany, ważne, żeby był ciekawy. Postanowiłam monitorować i badać fazy Księżyca i do czegoś te ustalenia odnieść. Pierwsze skojarzenie z Księżycem to pływy. To proste badania pozwoliło mi wygrać konkurs.

Nina miała wtedy 14 lat. Dostała swój pierwszy teleskop i odtąd mogła już sama prowadzić obserwacje. Największym wrogiem astronoma jest światło, na szczęście w okolicach Pokoju bez trudu można znaleźć ciemne miejsca, gdzieś na drodze między polami czy na opuszczonym boisku. A najlepiej ogląda się niebo na terenie huty żeliwa w Zagwiździu. Nic tylko ciemność i gwiazdy. Nina, patrząc w niebo, zazwyczaj stawia sobie naukowy cel - dziś znajdę Marsa albo Jowisza. Choć w ciepłą letnią noc zdarza jej się po prostu romantycznie zagapić i zachwycić.
Pracą o pływach na Bałtyku Nina zajęła III miejsce na Ogólnopolskim Młodzieżowym Seminarium Astronomicznym w Grudziądzu. To impreza dla licealistów, ale gimnazjalistka z Pokoju odnalazła się tam bez kompleksów, choć - jak przyznaje - niektóre prace starszych kolegów były tak skomplikowane, że w ogóle ich nie rozumiała. Dlatego nagrodę na OMSA uważa za swój największy dotychczasowy sukces. W opinii jurorów na nagrodę zasługiwała także jej druga praca, przedstawiona w sesji pozakonkursowej.

Z Księżyca Nina przerzuciła się na Słońce. Poprzez stronę NASA monitorowała aktywność plam na Słońcu i ich ułożenie. Codziennie robiła zdjęcia i obserwowała ich rotację.

- Tak jak Galileusz zrobiłam rysunek, pokazujący jak plamy się przesuwają - opowiada. - To była jednak praca bardziej obliczeniowa, matematyczna.

Nina obliczyła m.in., że jedna z plam może mieć średnicę nawet czterokrotnie większą niż średnica Ziemia. Tą pracą zajęła II miejsce w konkursie Wirtualnej Akademii Astronomii. A prace Niny włączone do konkursu „Moja przygoda z astronomią” przyniosły gimnazjum w Pokoju Grand Prix.

W czwartek Nina odebrała I nagrodę w kolejnym konkursie badawczym Wirtualnej Akademii Astronomii - Odkrywca Światów. Rywali zdystansowała pracą „Zjawisko spektroskopii optycznej oraz badanie wpływu zanieczyszczenia powietrza na wygląd widma Słońca”.

- Konkurs ogłoszono w wakacje, miałam dużo czasu, postanowiłam wziąć się za trudniejszy temat - mówi Nina.
Najpierw własnoręcznie zbudowała spektroskop i uzyskała widmo Słońca. Zadała sobie pytanie, czy zanieczyszczenia powietrza, np. smog, mogą to widmo zmienić. Zdjęcia słonecznego widma robiła w kilku miejscach - blisko domu w Pokoju, w Opolu, podczas wakacyjnego wypoczynku w Ustce nad morzem, ale też w Indiach i Chinach. Przydały się do jej badań naukowych służbowe podróże taty, który w egzotyczne strony zabierał spektroskop Niny.

„Surowe” zdjęcia młoda badaczka przerzuciła do komputera i przerobiła w programie graficznym. Wycięła z widma zakres światła o wysokości 1 piksela i rozciągnęła tak, żeby było bardziej widoczne. Następnie znalazła w internecie stronę monitorującą zanieczyszczenie powietrza w różnych miejscach świata i sprawdziła, na czym polegają różnice. Na podstawie przerobionych widm zrobiła wykres obrazujący natężenie danego koloru w zależności od długości fali. Przeanalizowała to i okazało się, że największe wartości natężenia fal są tam, gdzie powietrze jest najbardziej czyste, czyli nad morzem. Natomiast najniższe wartości natężenia fal są tam, gdzie powietrze jest najbardziej zanieczyszczone. W badaniach Niny tym miejscem był Szanghaj.

- To bardzo udana praca, jestem z niej zadowolona - podkreśla. - Szukałam w internecie informacji na ten temat, ale nie znalazłam, więc myślę, że praca jest nowatorska.

Nina właśnie jest na naukowej wycieczce w Młodzieżowym Obserwatorium Astronomicznym w Niepołomicach. To jedna z nagród w konkursie. Czy jej przyszłość zapisana jest w gwiazdach? Nastolatka mówi, że w takim samym stopniu, jak każdego z nas. Astronomia jest jej pasją, ale raczej nie wiąże z nią przyszłości. Najbardziej interesuje ją matematyka, informatyka i fizyka. Wstaje codziennie o 5 rano, żeby zatłoczonym autobusem dojechać do Opola.

- Warto się pomęczyć, żeby uczyć się w najlepszym liceum w regionie - uśmiecha się.

- Dziecko z pasją, diament do oszlifowania - to opinia nauczycieli. Takich uczniów w III LO lubią najbardziej. Już planują, by oddać Ninę pod opiekę Krajowego Funduszu na Rzecz Dzieci.
Wirtualna Akademia Astronomii

właśnie zainaugurowała trzeci rok. Projekt realizowany jest przez Uniwersytet Opolski i Opolskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk. W ramach Akademii prowadzone są środowiskowe kółka astronomiczne, do których może się zapisać każdy uczeń z Opolszczyzny. Uczniowie przystępujący do WAA mogą rejestrować się bezpłatnie na robotyczny teleskop BRT na Teneryfie, będący własnością Uniwersytetu w Bradford.