Čistá noční obloha poskytuje jeden z nejúchvatnějších pohledů na přírodu.
Oči se adaptují na tmu a zorničky se rozšiřují,
aby oči přijaly co nejvíce světla a viděly i slabší hvězdy.
Ale sběrná plocha lidského oka je maličká.
Aby mohli pozorovat vzdálenější vesmír, potřebují astronomové dalekohledy s enormně velkými zrcadly.
Sledujete ESOCast!
Špičková věda a život v zákulisí ESO,
Evropské jižní observatoře.
Průvodcem při zkoumání hranic možností je Dr. J, alias Dr. Joe Liske.
Proč astronomové chtějí stále větší a větší dalekohledy?
To je ve skutečnosti prosté!
Ze dvou důvodů:
Důvod číslo jedna je ten, že čím větší je primární zrcadlo teleskopu,
tím více světla za jednotku času soustředíme.
A to znamená, že můžeme pozorovat slabší objekty.
Důvodem číslo dvě je rozlišovací schopnost teleskopu.
Ostrost obrazů, které můžeme dalekohledem pořídit,
závisí na velikosti primárního zrcadla.
Čím větší je teleskop, tím ostřejší záběry můžeme pořídit.
Jsou tu však nějaké limity? Jak velký dalekohled lze vyrobit?
A jaké překážky stojí před konstruktéry větších a větších zrcadel?
Od vynálezu zrcadlového dalekohledu
se zrcadla stále zvětšují.
Když začal v roce 1977 pracovat 3,6 m teleskop ESO na La Silla,
byl typickým příkladem konstrukce největších dalekohledů té doby.
Primární zrcadlo tvořil jednolitý skleněný disk o průměru 3,6 metrů.
Aby tak velké zrcadlo bylo dost tuhé a pevné, muselo mít poměrně velkou tloušťku, a tudíž i hmotnost.
3,6 metrové zrcadlo je tlusté asi půl metru a váží 11 tun!
Aby mohlo být těžké zrcadlo přesně zaměřováno na oblohu,
Musí být zabudováno do masivního a při tom přesně vyváženého teleskopu.
Byly sestrojeny teleskopy s ještě většími a hmotnějšími zrcadly,
ale postupně se ukázalo, že v klasické konstrukci bylo dosaženo hranic možností.
Měli se konstruktéři vzdát a zapomenout na sny o ještě větších dalekohledech?
Samozřejmě, že ne.
Ale nalezení cesty k větším a lehčím zrcadlům vyžadovalo inovativní myšlení.
Výsledkem byl Teleskop nové technologie, zkráceně NTT.
ESO NTT představoval ve své době skutečně revoluční konstrukci,
protože obsahoval systém zvaný aktivní optika.
Před vynálezem aktivní optiky musela mít zrcadla teleskopů velkou tloušťku
a tudíž byla těžká, aby zůstala tuhá,
ale v případě aktivní optiky jsou zrcadla ohebná,
a tudíž relativně tenká a lehká.
Tenké zrcadlo NTT je ještě náchylnější na působení gravitace.
Zrcadlo aktivní optiky je položeno na podložku, kde složitý systém počítačem řízených aktuátorů udržuje tvar zrcadla
a zabraňuje jeho ohýbání během pozorování.
Tím se zabezpečí nejvyšší možná kvalita obrazu po celou dobu.
NTT byl fantastický úspěch!
Ačkoli jeho zrcadlo měří 3,6 metrů, tlusté je jen 24 centimetrů.
Nová konstrukce zrcadel umožnila prolomit hranici 6 metrů, platnou pro klasické teleskopy, a pustit se do 8 m zrcadel.
Tedy do dalekohledů, jako je VLT - Very Large Telescope.
ESO VLT sestává ze čtyř dalekohledů s primárními zrcadly o průměru 8,2 metrů.
Každé zrcadlo je tenké pouhých 17,5 cm a váží přibližně 23 tun.
Aktivní optika zde samozřejmě hraje zásadní roli.
Tvar každého zrcadla je aktivně řízen pomocí 150 aktuátorů.
Díky nejmodernější technologii dosahují snímky pořízené VLT vynikající optické kvality.
Ale osmimetrové zrcadlo z jednoho kusu je na hranici možností z hlediska manipulace, transportu či údržby.
Abychom mohli postavit dalekohledy s ještě větší sběrnou plochou,
nemáme jinou možnost, než rozdělit hlavní zrcadlo na jednotlivé části - segmenty.
Právě koncepce segmentového zrcadla umožnila astronomům a technikům plánovat skutečně obří teleskopy.
Dalekohledy podobné budoucímu "Evropskému extrémně velkému teleskopu",
který se právě začíná budovat.
E-ELT bude mít gigantické hlavní zrcadlo o průměru 39 metrů.
Bude složeno ze 798 samostatných šestiúhelníkových segmentů
s úhlopříčkou 1,4 m a tloušťkou pouhých 5 cm.
Každý segment a jeho poloha vůči sousedním částem
bude počítačově ovládán systémem aktivní optiky.
Tím se docílí dokonalého tvaru hlavního zrcadla a vynikající přesnosti povrchu.
V každém případě mimořádná sběrná plocha hlavního zrcadla - 978 čtverečních metrů -
soustředí 15 krát více světla než kterýkoli ze současných teleskopů.
Se svým 39 metrovým zrcadlem bude
Evropský extrémně velký dalekohled zdaleka největším teleskopem na světě pro optický a blízký infračervený obor.
A to nejen v době dokončení, ale i v následujících desetiletích.
Jsem si však jistý, že konstruktéři se nezastaví a budou hledat cesty, jak postavit ještě větší dalekohledy.
Kdo ví, jaká hranice velikosti bude prolomena ve vzdálené budoucnosti?
Dr. J se loučí s dnešní epizodou ESOcast.
Na shledanou příště u dalšího kosmického dobrodružství.
Text titulků ESO; překlad — Jan Veselý, Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové