Svět rádiové a milimetrové astronomie: obří observatoř ALMA v Chile a celosvětová síť radioteleskopů EHT schopná vyfotografovat stín černé díry.
Obsah hesla
[Rejstřík]Pohled do chladného a skrytého vesmíru #
Zatímco lidské oko a běžné optické dalekohledy vidí pouze světlo vyzařované horkými objekty (jako jsou hvězdy), většina hmoty ve vesmíru je chladná. Chladný mezihvězdný plyn, molekulární mračna, zárodečné disky budoucích planet i prachová centra galaxií září na dlouhých rádiových a milimetrových vlnových délkách.
Rádiové vlny mají obrovskou výhodu: bez problémů procházejí neprůhlednými oblaky mezihvězdného prachu, které optické světlo spolehlivě zastaví. Právě díky rádiové astronomii můžeme nahlédnout do samotného středu Mléčné dráhy k supermasivní černé díře Sagittarius A*.
Problém rozlišení a kouzlo interferometrie #
Rádiové vlny jsou milionkrát delší než světelné vlny. Podle fyzikálních zákonů optiky je úhlové rozlišení dalekohledu dáno poměrem vlnové délky k průměru zrcadla (). Pokud by měl radioteleskop dosáhnout stejné ostrosti obrazu jako běžný optický dalekohled, musel by mít parabolickou anténu o průměru desítek kilometrů, což je technicky nemožné.
Astronomové proto vynalezli aperturovou syntézu (interferometrii). Místo jediné obří antény postaví síť desítek menších antén a jejich signály propojí superpočítačem (korelátorem). Výsledná soustava má úhlové rozlišení odpovídající jedinému obřímu teleskopu o průměru rovném největší vzdálenosti mezi krajními anténami!
ALMA: Klenot v poušti Atacama #
Nejvýkonnější milimetrovou a submilimetrovou observatoří světa je ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Byla vybudována na náhorní plošině Chajnantor v chilské poušti Atacama v nadmořské výšce 5000 metrů nad mořem. Extrémní sucho a řídký vzduch jsou klíčové, protože vodní pára v atmosféře milimetrové záření silně pohlcuje.
ALMA sestává z 66 vysoce přesných antén, které lze pomocí obřích transportérů přemisťovat do různých konfigurací: od kompaktního uspořádání o průměru 150 metrů až po rozptýlenou síť s bázemi dlouhými 16 kilometrů. ALMA poprvé detailně zobrazila protoplanetární disky kolem mladých hvězd (např. u hvězdy HL Tauri), kde v prachových prstencích přímo vidíme dráhy vznikajících planet.
Event Horizon Telescope: Teleskop velký jako celá Země #
Technologie VLBI (Very Long Baseline Interferometry neboli interferometrie s velmi dlouhou základnou) posouvá tento princip do extrému: propojuje radioteleskopy rozeseté po celém světě – od Grónska přes Evropu a Havaj až po Jižní pól. Signály se zaznamenávají s přesnými časovými značkami atomových hodin a následně synchronizují.
V dubnu 2019 projekt Event Horizon Telescope (EHT) šokoval svět: zveřejnil historicky první přímý snímek stínu supermasivní Černé díry v galaxii M87, a v roce 2022 následoval snímek černé díry Sagittarius A* v srdci naší vlastní Galaxie.
