Na velikosti záleží. Obří dalekohled ALMA dohlédne ve vesmíru nejdál

Každý jsme určitě někdy použili rčení “čím větší, tím lepší”. Pro astronomii to platí dvojnásob, neboť jen se skutečně velkými dalekohledy dohládneme do vzdálených končin vesmíru. V současné chvíli je v plném proudu dostavba největšího astronomického projektu na světě, observatoře ALMA. To slibuje nebývalé posunutí našich znalostí o vesmíru.

Autor: Jana Poledniková

25. 03. 2012

Rozlišení, kterého má ALMA dosáhnout, by mělo být pětkrát lepší, než má Hubbleův vesmírný dalekohled…

Vzdálené objekty, které pozorujeme na obloze jsou zpravidla nepříliš jasné. Jakékoliv velké zvětšení dalekohledu nám u takových objektů nepomůže, to co potřebujeme, je velká sběrná plocha na fotony z pozorovaného objektu. Proto jsou stavěny stále větší dalekohledy. Zjednodušeně řečeno, výsledné rozlišení dalekohledu bude záležet na vlnové délce, ve které pozorujeme a na průměru sběrné plochy.

ALMA (Atacama Large Millimeter Array; ve španělském překladu duše) na pláni Chajnantor v Chile bude pozorovat na vysokofrekvenšních rádiových vlnových délkách mezi 0,0003 a 0,003 metry. Rozlišení, kterého má dosáhnout, by mělo být pětkrát lepší, než má Hubbleův vesmírný dalekohled (v číslech je rozlišení 0,004 obloukových milisekund, což je srovnatelné s velikostí nákladního auta viděného ze Země na Měsíci).

Pokud bychom toho chtěli dosáhnout pomocí jedné sběrné plochy, musela by v mít v průměru 16 km, což je technicky příliš nákladné. Elegantnějším rešením je postavit skupinu menších talířů, které budou pracovat na principu interferometrie (metoda je založená na principu skládání jednotlivých vln z různých teleskopů se snahou dosáhnout co nejlepšího rozlišení; pozn. red.).

Jak ALMA pracuje?

Ve finální fázi bude ALMA tvořena 66 talíři, padesát z nich bude mít průměr 12 metrů a bude tvořit páteř experimentu. Vzdálenost mezi dvěma anténami je měnitelná, od 15 metrů do 16 kilometrů.

Čtyřicetimetrové zrcadlo nahlédne až k černým dírám

Experiment bude doplněn dalšími čtyřmi dvanáctimetrovými talíři a dvanácti sedmimetrovými talíři s menší možnou vzdáleností mezi jednotlivými jednotkami. Šestnáct talířů doplňujících hlavní skupinu se nazývá ACA (Atacama Compact Array) a je za ní zodpovědná japonská strana konsorcia.

Jednotlivé talíře mají rozlišení srovnatelné s běžnými optickými dalekohledy. Síla ALMA spočívá v tom, že dva talíře, které jsou od sebe vzdáleny na určitou vzdálenost, mají ve skutečnosti stejné rozlišení, jako jediný talíř, jehož průměr by se rovnal vzdálenosti dvou talířů. Idea je sice jednoduchá, ale klade si nemalé nároky na techniku. Signál z talířů, které pozorují objekt musí být dokonale synchronizován, o což se na ALMA bude starat superpočítač (ALMA correlator), který vydá výsledná napozorovaná data.

Hi-tech a extrémní podmínky

ALMA se nachází na vyprahlé pláni Chajnantor v poušti Atacama v Chile. Tato lokalita umožňuje pozorovat 87 % celé oblohy. Nadmořská výška observatoře je 5 000 metrů, což klade nemalé nároky na techniku i na pracovníky.

Každá z antén je testována v ALMA Test Facility v Socorru v Novém Mexiku. Následně jsou transportovány na Chajnantor. K transportu bylo nutno vyvinout dvě speciální vozidla, nazvána Otto a Lore.

Obě vozidla disponují 28 koly, jsou schopny uvézt talíř vážící více než sto tun, umí zvládnout desetistupňové stoupání a dlouhodobě pracovat v extrémní nadmořské výšce. Jednotlivé talíře jsou tyto vozidla schopná usadit s přesností na milimetry.

I vy můžete přispět ke skutečnému objevu ve vesmíru. Stačí jen internet

Samotné talíře musí mít dokonale hladkou povrchovou vrstvu na přesnost 25 mikrometrů, jinak řečeno, musí být hladší než papír a tenčí než lidský vlas. Zároveň musí bez změny vydržet výkyvy teplot od dvaceti stupňů v minusu do dvaceti stupňů v plusu a extrémní počasí jako silný vítr nebo silné bouřky.

Jakou vědu můžeme očekávat?

ALMA bude dokončena v roce 2013, kdy budou usazeny poslední talíře (v současné chvíli jich je na Chajnantoru 33, tedy polovina). ALMA bude schopna dohlédnout k prvním hvězdám, které se formovaly ve vesmíru, proto je heslo observatoře “In search of our cosmis origin" (Hledání našeho vesmírného původu).

Rentgenové oko dohlédne až k černým dírám. Může vidět i tu ve středu galaxie

Detailní rozlišení nám umožní i studium prachu a molekulárních oblaků ve vzdálených galaxiích, díky nimž se posune naše porozumění formace planet a hvězd. Kromě toho se ALMA bude věnovat studiu slunečního větru a gejzírů na Jupiterově měsíci Ió.

Podívejte se na video z projektu:

HISTORIE PROJEKTU:
• 1997 bylo rozhodnuto o spojení několika podobných projektů mezi National Radio Astronomy Observatory (NRAO, Spojené státy Americké) a Evropskou jižní observatoří (ESO).
• 1999 bylo rozhodnuto o jménu projektu - ALMA (ve španělském překladu znamená duše)
• 2003 podepsána dohoda o stavbě observatoře, krom evropských a severoamerických partnerů se přidává Japonsko.
• 2009 umístění prvních tří antén a propojení jejich systémů.
• 2011 první testovací pozorování s nekompletní sestavou.
• 2013 předpokládané dokončení stavby.

Úvodní foto: První záběry pořízené z ALMA. Jedná se o galaxii Antena v souhvězdí Havran. Růžové a oranžové tóny jsou pozorování z ALMA zachycující mraky chladného prachu a plynu, snímek na pozadí je nejdetailnější optický snímek z HST. Data byla pořízena s třemi operujícími anténami. Po dokončení bude ALMA schopná poskytnout obrázek cca pětkrát detailnější než HST. Zdroj NASA/ESA HST & ESO ALMA.