Навчання, дослідження, громадянська наука

Від знайомства з наукою — до роботи з реальними даними

ЦККНО «Лабораторія фізики та астрофізики високих енергій» відкриває можливості для школярів, студентів, молодих дослідників та всіх, хто цікавиться сучасною астрофізикою, аналізом даних і багатоканальною астрономією. Ми запрошуємо не лише дізнаватися про сучасну науку, а й поступово долучатися до роботи з реальними спостережними даними, науковим програмним забезпеченням і дослідницькими задачами.

Сучасна астрофізика — це не лише телескопи й спостереження. Вона дедалі більше спирається на аналіз великих масивів даних, чисельні методи, програмування та поєднання інформації, отриманої за допомогою різних типів спостережень: електромагнітного випромінювання, нейтрино, космічних променів і гравітаційних хвиль.

ЦККНО «Лабораторія фізики та астрофізики високих енергій» прагне зробити ці методи й інструменти доступнішими для тих, хто лише починає свій шлях у науці. До наших освітніх і дослідницьких активностей можуть долучатися школярі, студенти фізичних та інших природничих і технічних спеціальностей, молоді науковці, а також зацікавлені учасники поза професійною астрофізикою.

Рівень участі може бути різним: від науково-популярних лекцій і першого знайомства з астрофізичними даними — до практичних занять, навчання роботі з програмними інструментами, аналізу відкритих архівів спостережень та участі у конкретних дослідницьких задачах під керівництвом фахівців.

Окремим напрямом такої діяльності є citizen science — громадянська наука — залучення широкої аудиторії до наукового процесу. У сучасній астрофізиці учасники таких проєктів можуть працювати з відкритими даними, виконувати класифікацію та пошук характерних сигналів, допомагати аналізувати великі масиви спостережень і знайомитися з методами, якими користуються професійні дослідники.

Для нас важливо, щоб участь не обмежувалася популяризацією науки. Ми прагнемо створити послідовний шлях: зацікавитися → навчитися → попрацювати з даними → спробувати власну дослідницьку задачу → долучитися до наукової спільноти.

Ця діяльність розвивається Центром як постійний освітньо-дослідницький напрям.

Громадянська наука: ACME для суспільства

Проєкт Astrophysics Centre for Multimessenger studies in Europe (Астрофізичний центр для багатоканальних досліджень у Європі, ACME) та його робочий пакет «ACME for Environment and Society» є одним із механізмів, що дають можливість розширювати цю роботу, залучати міжнародних партнерів і створювати нові формати участі.

Сучасна фізика фундаментальних взаємодій — Стандартна модель фізики частинок і Стандартна космологічна модель — потребує для свого розвитку даних, які можна отримати лише з астрофізичних спостережень. Так виникла астрофізика високих енергій, а разом з нею — гравітаційно-хвильова, нейтринна та багатоканальна (мультимесенджерна) астрономія. Опрацювання дедалі більших обсягів спостережних даних відкриває місце для непрофесіоналів: як і в пошуку екзопланет, людський («природний», не штучний) інтелект досі незамінний там, де потрібно розпізнавати патерни у великих масивах спостережень. Тому всі великі інфраструктурні проєкти в природничих науках, Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), Global Cosmic-ray Observatory (GCOS), Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory (CREDO) та Astrophysics Centre for Multimessenger studies in Europe (ACME), включають залучення громадськості як одну з важливих задач.

Заходи, проведені в рамках ініціативи

10 червня 2025 — онлайн-тренінг «Multi-messenger Citizen Science: Training Event for Amateur Astronomers». Практичний вебінар для спільноти астрономів-аматорів: як долучитися до мультимесенджерних досліджень і якими інструментами користуватись. Із 66 зареєстрованих учасників близько 18 були з України — школярі Малої академії наук, студенти КНУ, професійні та аматорські астрономи.
17 травня 2025 — день відкритих дверей KNU EXPO Spring 2025. На загальноуніверситетському профорієнтаційному фестивалі команда представляла Астрономічну обсерваторію КНУ й можливості проєкту ACME; локацію відвідало понад 40 осіб.
9–13 червня 2025 — міжнародна нарада «Recovery Plan for Ukrainian Astronomy» в обсерваторії Лейденського університету (Нідерланди), у межах програми обміну Erasmus+ICM. Мета — довгострокова стратегія відновлення й інтеграції української астрономії в європейські дослідницькі інфраструктури. Серед учасників — президенти Європейського астрономічного товариства та Міжнародного астрономічного союзу, директори обсерваторій Лейдена та Японії, керівництво NOVA, SRON, ASTRON, LOFAR ERIC, DESY, а з української сторони — представники МОН України, проректорка КНУ Ганна Толстанова та Мала академія наук. Альона Мозгова представляла Обсерваторію КНУ в робочій групі з відбудови інфраструктури, де обговорювалося й включення української апаратури до проєктів на кшталт ACME. За підсумками наради готується дорожня карта, яку планують підписати нобелівські лауреати та подати на розгляд Європейської комісії.
12 квітня 2025 — Всеукраїнська наукова конференція «Астрономія і сьогодення» у Вінницькому державному педагогічному університеті імені Михайла Коцюбинського, понад 100 учасників (науковці, вчителі, студенти, школярі). Альона Мозгова представила напрями ACME, зокрема громадянську науку та розширення доступу до дослідницької інфраструктури.
Лекції для Малої академії наук України (МАН) — через дитячу академію «Футурум» у межах всеукраїнських онлайн-проєктів «Крок до науки» та «Просто про складне: наука дітям», з охопленням до 100 учасників на лекцію з усіх регіонів країни. Кільком таким лекціям, а також підвищенню кваліфікації вчителів 22 і 25 квітня 2025 року, було присвячено окреме інформування про громадянську складову ACME.

Навчальна школа астрофізики високих енергій

В рамках проєкту ACME в КНУ планується «Навчальна школа астрофізики високих енергій» — міжнародна освітня ініціатива для аспірантів, молодих дослідників і студентів магістратури. Програма охоплює фізику компактних об'єктів, релятивістських джетів, гамма-сплесків, активних ядер галактик, скупчень галактик, космічних променів і нейтрино високих енергій, а також синергію між рентгенівськими, гамма-, нейтринними спостереженнями та детекціями космічних променів найвищих енергій (UHECR).

Учасники працюватимуть з архівами даних та інструментами аналізу проєкту ACME — платформою MMODA, пакетом Gammapy та HEAsoft.

Учасники школи працюватимуть із даними провідних космічних і наземних обсерваторій, що представляють різні канали багатоканальної астрофізики — від рентгенівського та гамма-випромінювання до нейтрино й космічних променів найвищих енергій.

|** Обсерваторія / експеримент**| **Канал спостережень** | **Енергетичний діапазон** |

| **INTEGRAL** | Рентгенівське та гамма-випромінювання · космічна місія | **3 кеВ – 10 МеВ** |

| **Swift** | Рентгенівське та гамма-випромінювання · космічна місія | **0,3 кеВ – 150 кеВ** |

| **MAGIC** | Гамма-випромінювання дуже високих енергій · наземна обсерваторія | **50 ГеВ – 100 ТеВ** |

| **CTAO** | Гамма-випромінювання дуже високих енергій · наземна обсерваторія | **20 ГеВ – 300 ТеВ** *(план.)* |

| **KM3NeT (ORCA / ARCA)** | Нейтрино | **1 ГеВ – 10 ПеВ** |

| **ANTARES** | Нейтрино | **100 ГеВ – 100 ТеВ** |

| **IceCube** | Нейтрино | **1 ТеВ – 10 ПеВ** |

| **Pierre Auger Observatory (PAO)** | Космічні промені найвищих енергій | **1–100 ЕеВ** |

Платформа MMODA розгорнута на обчислювальному кластері КНУ, розширений новою високопродуктивною системою. Разом із доступом до Європейської хмари відкритої науки EOSC це забезпечує повну інтеграцію українських дослідників і студентів у європейський науковий простір.