První historická observatoř ESO v Chile, kolébka moderní aktivní optiky a domov spektrografu HARPS – nejpřesnějšího lovce exoplanet své doby.

Obsah hesla

[Rejstřík]

1.Průlom, který změnil stavbu dalekohledů: Aktivní optika
2.Spektrograf HARPS: Světový šampion v lovu exoplanet
3.Pozorování supernovy SN 1987A
4.Současnost observatoře
5.Zdroje a reference

Observatoř La Silla: Kolébka evropské astronomie v Chile

Observatoř La Silla je historicky první a legendární vysokohorskou observatoří Evropské jižní observatoře (ESO). Nachází se na jižním okraji pouště Atacama v Chile na stejnojmenné hoře ve tvaru sedla (La Silla znamená ve španělštině „sedlo“) v nadmořské výšce 2 400 metrů, přibližně 600 km severně od Santiaga de Chile.

Observatoř byla založena v 60. letech 20. století a stala se symbolem evropského vědeckého sjednocení na jižní polokouli. Přestože je dnes technologickou vlajkovou lodí ESO novější observatoř Paranal (VLT) a budovaný gigant ELT na Cerro Armazones, La Silla zůstává jedním z nejproduktivnějších a nejvýznamnějších astronomických středisek světa.

1. Průlom, který změnil stavbu dalekohledů: Aktivní optika #

Na observatoři La Silla byl v roce 1989 uveden do provozu revoluční New Technology Telescope (NTT) o průměru zrcadla 3,58 metru.

Tento dalekohled navždy změnil dějiny astronomického inženýrství:

Do té doby musela být velká zrcadla teleskopů extrémně tlustá a těžká, aby se při naklánění nedeformovala vlastní vahou (např. pětimetrové zrcadlo slavného Haleova dalekohledu na Mount Palomaru vážilo 20 tun).
Na NTT inženýři ESO poprvé na světě vyvinuli a otestovali aktivní optiku (Active Optics): primární zrcadlo bylo tenké a pružné a jeho tvar byl nepřetržitě korigován počítačem řízenými písty pod zrcadlem.
NTT se stal technologickým prototypem pro všechny moderní megateleskopy světa – včetně VLT, teleskopů Keck i Vesmírného dalekohledu Jamese Webba.

2. Spektrograf HARPS: Světový šampion v lovu exoplanet #

Na 3,6metrovém teleskopu ESO na La Sille pracuje od roku 2003 přístroj HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher).

Šlo o bezkonkurenčně nejpřesnější echelle spektrograf své éry:

Měří nepatrné gravitační pohupování hvězd vyvolané obíhajícími planetami (metoda radiálních rychlostí).
Dosahuje neuvěřitelné přesnosti pod 1 metr za sekundu (což je rychlost pomalé lidské chůze na tělese vzdáleném stovky světelných let!).
HARPS objevil stovky exoplanet, včetně první známé kamenné planety s měřenou hustotou (CoRoT-7b) a nejbližší známé exoplanety k Zemi – Proximy Centauri b, která obíhá v obyvatelné zóně nejbližší hvězdy k našemu Slunci.

3. Pozorování supernovy SN 1987A #

Když v únoru 1987 explodovala v sousedním Velkém Magellanově mračnu supernova SN 1987A, byla to právě observatoř La Silla, která byla ideálně geograficky umístěna k jejímu nepřetržitému sledování. Zdejší teleskopy pořídily klíčová spektra a fotometrické křivky, které potvrdily teoretické modely syntézy radioaktivního niklu a kobaltu při explozích masivních hvězd.

4. Současnost observatoře #

Dnes je La Silla dynamickým centrem pro specializované národní a mezinárodní robotické teleskopy, tranzitní vyhledávače exoplanet (např. projekt MASCARA), sledování blízkozemních asteroidů a rychlé zaměřování zdrojů gravitačních vln a záblesků gama (GRB).

5. Zdroje a reference #

Mayor, M., et al. (2003). Setting New Standards with HARPS. The Messenger, 114, 20.
Wilson, R. N. (1989). The History and Development of the ESO Active Optics System. The Messenger, 56, 1.
ESO La Silla Observatory Public & Scientific Information Portal.

Odborný astrofyzikální text včetně stavových rovnic, efemerid a spektrální klasifikace.

Profi režim

Observatoř La Silla (ESO) – Historie aktivní optiky NTT a ultra-stabilní spektrografie HARPS

1. Geografické a atmosférické podmínky lokality #

Souřadnice: $29^\circ 15' 25'',\text{S}$ , $70^\circ 44' 00'',\text{W}$ .
Nadmořská výška: $2,400,\text{m}$ na vrcholu hory Cinchado-La Silla.
Klimatologie: Průměrně více než 300 fotometrických nocí za rok, průměrná hodnota seeing $\theta_{\text{FWHM}} \approx 0.7 - 0.9''$ , zanedbatelná relativní vlhkost vzduchu ( $< 15%$ ), minimální světelné znečištění.

2. New Technology Telescope (NTT) a aktivní optika #

Uvedení NTT do provozu v březnu 1989 představovalo fundamentální změnu v konstrukci pozemních teleskopů (R. Wilson, 1989):

Optický design: Ritchey-Chrétien s alt-azimutální vidlicovou montáží.
Zrcadlo M1: Průměr $3.58,\text{m}$ , tloušťka pouhých $240,\text{mm}$ (poměr průměru k tloušťce $15 : 1$ , oproti dřívějšímu standardu $6 : 1$ ).
Closed-loop řízení tvaru vlnoplochy: Shackův-Hartmannův senzor vlnoplochy kontinuálně analyzuje referenční hvězdu a vyhodnocuje Zernikeovy polynomy deformace ( $Z_4$ defokus, $Z_5, Z_6$ astigmatismus, $Z_7, Z_8$ koma, $Z_{11}$ sférická aberace).
Aktuátory: 78 axiálních pneumatických aktuátorů a 3 pevné opěrné body na zadní straně zrcadla korigují nízkofrekvenční gravitaci a termální gradienty s obnovovací frekvencí $\sim 0.03 - 0.1,\text{Hz}$ .

3. Spektrograf HARPS (ESO 3.6m Telescope) #

HARPS je fibre-fed křížově disperzní echelle spektrograf umístěný ve vakuové komoře v temperovaném suterénu:

Vakuová stabilizace: Tlak udržován pod $0.01,\text{mbar}$ , teplota stabilizována na $17.0^\circ\text{C}$ s přesností $\Delta T < 0.005^\circ\text{C}$ po dobu desítek let pro eliminaci změn indexu lomu vzduchu.
Spektrální rozlišení: $R = \frac{\lambda}{\Delta \lambda} \approx 115,000$ v optickém rozsahu $378 - 691,\text{nm}$ .
Metoda simultánní reference: Využívá dvě optická vlákna (apertura na obloze $1.0''$ ) – jedno pro světlo hvězdy, druhé simultánně pro referenční emisní lampu thoria a argonu (Th-Ar) nebo Fabry-Pérotův frekvenční hřeben (Laser Frequency Comb).
Instrumentální drift: Menší než $10,\text{cm/s}$ za celou noc.

4. Významné astrofyzikální výsledky #

Objev Proximy Centauri b (2016): Kampaň Pale Red Dot prokázala přítomnost terestrické planety ( $M \sin i = 1.17 \pm 0.12,M_\oplus$ ) s periodou $P = 11.186,\text{dní}$ a poloosou $a = 0.0485,\text{AU}$ v obyvatelné zóně nejbližší hvězdy.
Objev bohatých multiplanetárních systémů: Detekce systémů HD 10180 (až 7 planet) a Gliese 581 (včetně planet v obyvatelné zóně).

5. Akademické reference #

Mayor, M., et al. (2003). The Messenger, 114, 20-24.
Anglada-Escudé, G., et al. (2016). A terrestrial candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri. Nature, 536(7617), 437-440.
Wilson, R. N. (1999). Reflecting Telescope Optics II: Manufacture, Testing, Alignment, Modern Techniques. Springer.

Název observatoře	Observatoř La Silla
Organizace	Evropská jižní observatoř (ESO)
Lokalita	Hora La Silla, poušť Atacama, Chile (2 400 m n. m.)
Rok založení	1964 (otevřena 1969)
Klíčové teleskopy	Teleskop ESO 3,6 m, New Technology Telescope (NTT 3,58 m)
Historický milník	První aktivní optika na světě (NTT, 1989)
Slavný spektrograf	HARPS (přesnost měření rychlosti < 1 m/s)
Klíčový objev	Exoplaneta Proxima Centauri b u nejbližší hvězdy

Souřadnice	29° 15′ 25″ S, 70° 44′ 00″ W
Apertura E S O 3.6m	3,57 m (Cassegrain f/8, echelle spektrograf HARPS)
Apertura N T T	3,58 m (Ritchey-Chrétien, 78 aktivních pneumatických aktuátorů)
Spektrální rozlišení H A R P S	R = 115 000 (378–691 nm)
Instrumentální stabilita	< 10 cm/s za noc (vakuum < 0,01 mbar, ΔT < 0,005 °C)
Dánský národní teleskop	1,54 m (využit pro gravitační mikročočky)
Švýcarský teleskop Euler	1,2 m (vyhledávání exoplanet CORALIE)

Observatoř La Silla (ESO)

Observatoř La Silla (ESO)

Obsah hesla

Observatoř La Silla: Kolébka evropské astronomie v Chile

1. Průlom, který změnil stavbu dalekohledů: Aktivní optika #

2. Spektrograf HARPS: Světový šampion v lovu exoplanet #

3. Pozorování supernovy SN 1987A #

4. Současnost observatoře #

5. Zdroje a reference #

Observatoř La Silla (ESO) – Historie aktivní optiky NTT a ultra-stabilní spektrografie HARPS

1. Geografické a atmosférické podmínky lokality #

2. New Technology Telescope (NTT) a aktivní optika #

3. Spektrograf HARPS (ESO 3.6m Telescope) #

4. Významné astrofyzikální výsledky #

5. Akademické reference #

Literatura a vědecké reference

AstroHub Podpora

Váš nákupní košík

Observatoř La Silla (ESO)

Obsah hesla

Observatoř La Silla: Kolébka evropské astronomie v Chile

1. Průlom, který změnil stavbu dalekohledů: Aktivní optika #

2. Spektrograf HARPS: Světový šampion v lovu exoplanet #

3. Pozorování supernovy SN 1987A #

4. Současnost observatoře #

5. Zdroje a reference #

Observatoř La Silla (ESO) – Historie aktivní optiky NTT a ultra-stabilní spektrografie HARPS

1. Geografické a atmosférické podmínky lokality #

2. New Technology Telescope (NTT) a aktivní optika #

3. Spektrograf HARPS (ESO 3.6m Telescope) #

4. Významné astrofyzikální výsledky #

5. Akademické reference #

Literatura a vědecké reference

Související hesla v AstroWiki

AstroHub Podpora

Váš nákupní košík