Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

Věda, která sahá po hvězdách – teleskop ALMA

Největší, nejdražší a nejdokonalejší hračka v dějinách astronomie. Tak by se dal nazvat teleskop s malebným názvem ALMA. Ve španělštině a portugalštině jeho jméno znamená „duše“. Jeho domovem se stala poušť Atacama v Chile.

Nad plání, plnou ostrých kamenů, zapadá slunce. Na nebi se pomalu objevují první zářivé hvězdy. Za chvíli ho promění v temný, stříbrem protkaný koberec. Vědci, technický personál, návštěvníci i turisté si vychutnávají jedinečný pohled. Poté, co vystoupili z autobusu ovšem rychle pocítí také všechna negativa, která s sebou přináší zdejší vysoká nadmořská výška. Projeví se pocitem nevolnosti, únavy, zvracením, v extrémním případě i ztrátou vědomí. Práce je tu možná jen s kyslíkovou maskou, delší pobyt je nemožný.

Útrapy, kterým je vystaven technický personál ale i sami vědci se jim rozhodně vyplatí. Největší a nejdražší projekt, jaký kdy pozemní astronomie uskutečnila, přinesl nejen vyšší rozlišení snímků – umožnil experimenty, které posunuly vědu a lidstvo kupředu hned o několik kroků.

ALMA je pozemní teleskop, který se odlišuje od všech dosud vybudovaných teleskopů svou převratnou technickou konfigurací. Běžný teleskop vlastní větší či menší zrcadlo, které sbírá informace elektromagnetického záření - a předává je k dalšímu zpracování počítačům. ALMA se skládá z většího množství (66 větších a menších antén) jednotek, které jsou všechny synchronizovány a propojeny s řídícím střediskem. Největší výhodou systému je ovšem jeho mobilita. Jednotlivé antény nemají stálou pozici a mohou být (s přesností několika milimetrů) pomocí dvou transportérů rozmístěny v okruhu 150 metrů až 16 kilometrů. To dává teleskopu možnost „zoomovat“. Pro pozorování větších objektů volí vědci menší konfiguraci, pro pozorování vzdálených a malých objektů spíše větší rozpětí antén. V případě potřeby může celý systém fungovat jako obří anténa s průměrem téměř 16 kilometrů.

Velké množství souběžně pracujících antén produkuje obrovské množství informací. Je tak velké, že není v lidských silách je ukládat. Každá z dvanáctimetrových antén vyšle za sekundu provozu 15 GB dat. Ta jsou nejprve několikanásobně zmenšena kompresí, digitalizována, aby pak optickými kabely  putovala do 15 km  vzdáleného řídícího střediska, které se nachází v příjemnější nadmořské výšce 3000 metrů. Výsledný tok informací je přesto úctyhodný. Každou vteřinou získávají  vědci ze všech antén přes 64 MB dat.

Další zvláštností systému je tzv. adaptivní optika. Kompenzuje hlavní nedostatek pozemních teleskopů oproti těm, které jsou umístěny na oběžné dráze - chvění atmosféry, které znesnadňuje pozorování detailů. Speciální pohyblivý povrch antény umožňuje atmosferické turbulence v reálném čase vykompenzovat. Je k tomu potřeba jasně zářící hvězda, nacházející se nedaleko pozorovaného objektu. Její mihotání je registrováno a použito ke standardizaci signálu pozorované hvězdy. Pokud není žádná referenční hvězda k dispozici, vytvoří vědci projekci „umělé“ hvězdy zhruba do výšky 90 km pomocí laserů.

ALMA sleduje s dosud nevídanou citlivostí a přesností infračervenou část elektromagnetického spektra. Pro srovnání – je až desetkrát přesnější než Hubble teleskop.

Využívá přitom tzv. „okna“, ve kterém je propustnost atmosféry vyšší, než při ostatních vlnových délkách záření (viz obrázek nahoře).

První data začal teleskop ALMA sbírat už v roce 2009. Začátkem 2011 se na něm začaly uskutečňovat první vědecké projekty, i když byla tou dobou k dispozici jen třetina celkové konfigurace. Oficiální zahájení plného provozu proběhlo v březnu 2013.

Nepodílí se na přímém hledání života ve vesmíru, ani na pátrání po planetě, podobné Zemi. Jeho úkolem je prozkoumat „chladné“ části vesmíru, ke kterým patří plynné molekuly, prach a pozůstatky velkého třesku – reliktní záření. Sbírá informace o tom, jak vznikaly první hvězdy a galaxie, detekuje stavební kameny hvězdných soustav a planet v dnešním i v ještě mladém vesmíru. 

Umí sledovat spektrální linie, které byly pro dřívější instrumenty příliš slabé a může vystopovat daleko pestřejší paletu sloučenin než dosavadní teleskopy.

Podílí se na velkém množství různých projektů. Jedním z napínavých úkolů je například průzkum emisních linií ionizovaného uhlíku. Pozorování nefunguje u zdrojů příliš blízkých. Linie, které uhlík emituje, se nacházejí v té části elektromagnetického spektra, kterou pozemská atmosféra nepropouští. Díky rozpínání vesmíru se ale všechny emisní čáry přesouvají směrem k větším vlnovým délkám, do části spektra, ve které už může být zachyceno i na pozemském povrchu teleskopem, jakým je ALMA. Povedlo se tak sledovat spektrální čáry ionizovaného uhlíku u objektů s rudým posuvem více než 6 jednotek – odpovídající objektům, které existovaly v relativně  mladém vesmíru, 600 – 800 milionu let po velkém třesku. Díky vysoké citlivosti navíc umí ALMA vzdálené galaxie nejen detekovat, ale i kartografovat.

Není to fascinující?

Ještě nedávno lidstvo nevědělo, jestli u ostatních hvězd existují planety.

Dnes nejen že věda několik tisícovek planet našla, dokáže dokonce i nahlížet do vzdálených planetárních soustav během jejich vzniku. Ze všech vědeckých projektů, na kterých se ALMA podílí, jsem jako příklad vybrala dva objevy, které se týkají formování planetárních soustav.

 

Jedním z překvapivých objevů je oblak z oxidu uhelnatého v protoplanetární soustavě u hvězdy Beta Pictoris, vzdálené 63 světelných let.1) Disk z plynu a prachu, který hvězdu obklopuje je považován za klasickou právě se tvořící planetární soustavu. V tomto zhruba 20 milionů let starém systému vědci takové nakupení oxidu uhelnatého nečekali. Plyn, který byl v protosoustavě přítomen by se měl totiž zářením mateřské hvězdy během 100 let rozložit. Zdá se, že je neustále doplňován – pravděpodobně kolizemi malých ledových těles – komet nebo malých planet. Kartografováním protoplanetárního systému vědci zjistili, že se oxid uhelnatý koncentruje do dvou lokalit. Možným vysvětlením je existence velké planety, která vychytává komety ve svém okolí, nebo kolize dvou menších ledových planet v relativně nedávné době (méně než 100 let).

1) https://cs.wikipedia.org/wiki/Beta_Pictoris

 

 

Druhá grafika ukazuje pravděpodobnou pozici planet, které se tvoří kolem mladé hvězdy HL Tauri. Je od nás vzdálena 450 světelných let. Obrázek, který zachytil teleskop ALMA, je několikrát přesnější než zatím nejostřejší snímek Hubble teleskopu. Snímek překvapil vědce hlavně proto, že HL Tauri 2) je teprve zhruba milion let stará. Natolik vyvinutou planetární soustavu u ní nikdo nečekal. Zdá se, že formování planet kolem protohvězdy může probíhat rychleji, než jsme původně předpokládali.

2) https://en.wikipedia.org/wiki/HL_Tauri

 

Teleskop by měl pracovat 30 let, pokud ho nezasáhne žádná přírodní katastrofa. Oblast, ve které ALMA stojí, je sice výhodná pro pozorování vesmírných objektů – nachází se ale zároveň v blízkosti aktivního vulkánu Láscar. Je to nejaktivnější sopka v Chile. Vybuchla naposled v roce 2006.

 

Autor: Dana Tenzler | pondělí 24.8.2015 17:44 | karma článku: 15,73 | přečteno: 432x
  • Další články autora

Dana Tenzler

Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)

Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)

2.5.2024 v 8:00 | Karma: 17,64 | Přečteno: 276x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)

Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)

29.4.2024 v 8:00 | Karma: 24,60 | Přečteno: 515x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?

Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)

25.4.2024 v 8:00 | Karma: 35,44 | Přečteno: 2649x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi

Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)

22.4.2024 v 8:00 | Karma: 19,20 | Přečteno: 401x | Diskuse| Věda

Dana Tenzler

Alkohol v jídle - kolik se ho vypaří během vaření?

Odpařuje se alkohol, který se přidává do jídla, během vaření natolik, aby byl výsledný pokrm vhodný pro děti? O alkoholu v potravinách. (délka blogu 4 min.)

18.4.2024 v 8:00 | Karma: 25,32 | Přečteno: 707x | Diskuse| Věda
  • Nejčtenější

Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici

25. dubna 2024  12:40,  aktualizováno  14:38

Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...

Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů

29. dubna 2024  6:21,  aktualizováno  13:19

Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...

Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let

1. května 2024  12:58

Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...

Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP

1. května 2024  15:38

V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...

To nemyslíte vážně! Soudce ostře zpražil bývalého vrchního žalobce

1. května 2024  10:17

Emotivní závěr měl úterní jednací den v kauze údajného „podvodu století“, v němž měly přijít tisíce...

Sluší se, aby zaměstnanec věděl, proč je propouštěn, řekl Juchelka

2. května 2024  5:42,  aktualizováno  20:58

Poslanci se přeli o změnu zákoníku práce. Opozici se ho nepodařilo vrátit vládě k přepracování....

Proč mají Japonsko a Indie problémy? Protože jsou xenofobní, kázal Biden

2. května 2024  20:57

Americký prezident Joe Biden označil Japonsko a Indii za „xenofobní“ státy, které nevítají...

„Můžete nás grilovat.“ Koalice SPOLU zahájila kampaň u piva a klobás

2. května 2024  20:41

„Ááá, náčelník přijíždí,“ zahlásil europoslanec ODS Alexandr Vondra. K poděbradské kolonádě, kterou...

Na Plzeňsku hořela hala sklárny, oheň zasáhl třetinu střechy

2. května 2024  18:22,  aktualizováno  20:15

V Heřmanově Huti na severním Plzeňsku hořelo v areálu sklárny. Podle informací iDNES.cz od hasičů,...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

  • Počet článků 972
  • Celková karma 19,76
  • Průměrná čtenost 1325x
Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům.