Extrémně velký dalekohled

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Extrémně velký dalekohled
Umělecká představa Extrémně velkého dalekohledu
Umělecká představa Extrémně velkého dalekohledu
OrganizaceEvropská jižní observatoř
ObservatořEvropská jižní observatoř
OblastCerro Armazones
StátChile
Souřadnice24°35′21,48″ j. š., 70°11′29,76″ z. d.
Nadmořská výška3 046 m n. m.
Pozorovací čas320 night/year
Průměr39,3 m
Webová stránkahttps://elt.eso.org/
CommonsExtremely Large Telescope
Map
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Extrémně velký dalekohled (anglicky Extremely Large Telescope – ELT, dříve Evropský extrémně velký dalekohled[1][pozn. 1]) je připravovaný největší dalekohled na světě. Na hoře Cerro Armazones v severní Chile jej staví Evropská jižní observatoř (ESO). Jeho základní kámen byl položen v květnu 2017; s uvedením do provozu se počítá po roce 2028.[2]

Dalekohled má mít průměr hlavního zrcadla 39,3 m (dosud největší jednotlivý dalekohled na světě Gran Telescopio Canarias má zrcadlo velké 10,4 m). Bude složeno z 798 šestiúhelníkovitých segmentů o průměru 1,4 m. Systém bude vybaven aktivní optikou, která bude korigovat obraz při náklonu zrcadla nebo při změně teploty, a adaptivní optikou, která bude reagovat na chvění zemské atmosféry. Kupole, v které bude dalekohled umístěn, bude mít průměr 86 m a výšku 74 m.

Přístroj bude určen k pozorování v oblastech od viditelného světla po střední infračervené vlnové délky. Vzhledem k tomu, že půjde o výrazně větší dalekohled než dosavadní, očekávají se od něj objevy ve většině odvětví astronomie, především v hledání exoplanet a protoplanetárních systémů, v zkoumání povahy a rozložení temné hmoty a temné energie nebo objevy týkající se formování a evoluce největších struktur vesmíru.

Popis[editovat | editovat zdroj]

Schéma optické konfigurace dalekohledu se zrcadly M1 až M5. F – Nasmythovo ohnisko.

Systém bude určen k pozorování v oblastech od viditelného světla po střední infračervené vlnové délky.[3] Plánovaná životnost zařízení je nejméně 30 let.[4]

Dalekohled bude ovládán z řídící místnosti z vedlejší observatoře Paranal, kde bude působit také vědecký personál.[5] Obě observatoře budou propojeny optickými kabely. Na observatoři Cerro Amazones bude především technický personál dalekohledu, zařízení pro pokovování zrcadel, místní dílny, ostraha apod.

Zrcadla dalekohledu[editovat | editovat zdroj]

Dalekohled bude využívat novou optickou koncepci s celkem pěti zrcadly.[3] Tento počet zrcadel (současné velké dalekohledy mají obvykle tři zrcadla) byl zvolen především kvůli zkrácení celkové délky dalekohledu.

  • Primární zrcadlo bude složeno z 798 šestiúhelníkovitých segmentů o průměru 1,4 m a tloušťce 5 cm, které dohromady představují odraznou plochu o celkové velikosti 978 m². Vnější průměr soustavy bude 39,3 m, uvnitř bude prostor bez zrcadel o průměru 10,4 m. Systém bude vybaven aktivní optikou, která bude korigovat tvar zrcadla při náklonu nebo při změně teploty.
    Zrcadla budou vyrobena ze Zeroduru, sklokeramického materiálu s velmi nízkou tepelnou roztažností, který zaručuje zachování tvaru zrcadla i při větších změnách teploty.[6] Povrch zrcadla bude vybroušen s přesností 15 nm a pokoven vrstvou stříbra nebo hliníku.
    Kromě 798 segmentů zrcadla, které budou umístěny v dalekohledu, bude vyrobeno ještě 133 záložních, které budou použity především k náhradě těch segmentů hlavního zrcadla, u kterých se zhorší odrazivost. U vyměněných prvků se odstraní kovová vrstva a opět se nanese nová. Počítá se s tím, že toto pokovování bude probíhat v servisním středisku na úpatí hory Cerro Armazones, na které bude dalekohled umístěn.
  • Sekundární zrcadlo bude monolitické o průměru 4,2 m.[7] S tímto průměrem půjde o největší sekundární zrcadlo v dalekohledu a také o největší konvexní zrcadlo, jaké kdy bylo vyrobeno.[8] Je vyrobeno také ze Zeroduru.
  • Třetí zrcadlo, umístěné ve volném prostoru uprostřed primárního zrcadla, bude mít průměr 3,8 m.
  • Čtvrté zrcadlo bude umístěno také v optické ose dalekohledu, bude rovinné a bude vybaveno systémem adaptivní optiky, která má odstraňovat zhoršení kvality a rozmazání obrazu hvězd způsobené chvěním vzduchu. Jeho účelem bude odrážet obraz mimo hlavní osu dalekohledu na páté zrcadlo.
  • Páté zrcadlo přivede obraz mimo vlastní dalekohled k měřícím přístrojům, které budou umístěny po stranách hlavního zrcadla v tzv. Nasmythově ohnisku.

Lasery[editovat | editovat zdroj]

Pro systém adaptivní optiky bude mít dalekohled k dispozici šest laserů, které budou ve výšce asi 90 km vytvářet umělé sodíkové hvězdy, podle jejichž obrazu bude korigován tvar čtvrtého zrcadla.[9] Půjde o lasery produkující žluté světlo o vlnové délce 589 nm. Pro funkci dalekohledu jsou nutné čtyři z nich, další dva jsou potřebné pro některé vědecké přístroje.

Konstrukce[editovat | editovat zdroj]

Hlavní nosná konstrukce dalekohledu by měla vážit asi 2 800 tun.[10] Kupole dalekohledu bude mít průměr 86 m a výšku 74 m.[11] Bude polokulovitá s dvěma zakřivenými, bočně otevíranými dveřmi. Je navržena tak, aby byl dalekohled schopen pozorovat objekty od výšky 20° nad horizontem až k zenitu. Celá stavba zabírá plochu odpovídající fotbalovému hřišti.[12]

Při návrhu konstrukce přístroje byla věnována pozornost i ochraně přístroje proti zemětřesení.[13] Místo stavby leží – podobně jako většina území Chile – nedaleko místa styku dvou tektonických desek: Jihoamerické desky a desky Nazca. Proto jsou zde zemětřesení častá.

Přístroje[editovat | editovat zdroj]

Kamera MICADO
Spektrograf HARMONI

V ohniscích dalekohledu bude k dispozici několik přístrojů k zaznamenávání obrazu nebo k měření vlastních vědeckých dat.

  • MICADO – Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations: kamera pro blízkou infračervenou oblast (vlnové délky 0,8–2,4 µm). Bude jedním z prvních přístrojů, které budou připraveny při uvedení dalekohledu do provozu.[14] Tuto dvoupatrovou kameru připravuje mezinárodní sdružení sedmi institucí pod vedením německého Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.[15] Bude umístěna v kryostatu (izolované nádobě chlazené na extrémně nízkou teplotu). Měla by se využít hlavně zobrazování zobrazování detailní struktury galaxií s vysokým rudým posuvem, studiu jednotlivých hvězd v blízkých galaxiích nebo pro zkoumání prostředí s extrémně velkými gravitačními sílami, například blízko supermasivní černé díry uprostřed naší Galaxie.
  • HARMONI – High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field spectrograph: víceúčelový spektrograf pro viditelné a blízké infračervené záření (0,47–2,45 µm).[16] Tento přístroj by měl být zvlášť vhodný pro pozorování galaxií v raném vesmíru nebo pro detailní snímky exoplanet.
  • METIS – Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph: kamera a spektrograf pro střední infračervenou oblast (3–20 μm).[17] Bude použit k zkoumání exoplanet, protoplanetárních disků, těles ve sluneční soustavě, aktivních jader galaxií a infračervených galaxií s extrémním rudým posunem.
  • MAORY – Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY for the ELT: modul adaptivní optiky pracující v oblasti vlnových délek 0,8–2,4 μm určený v prvních letech pozorování především pro spolupráci s kamerou MICADO.[18] K vytvoření referenčních hvězd bude využívat šesti sodíkových laserů.

Další přístroje – např. spektrograf s vysokým rozlišením HIRES nebo víceobjektový spektrograf MOSAIC – se v roce 2017 nacházely v prvních etapách přípravy (Phase A).

Porovnání[editovat | editovat zdroj]

ELT soustředí 100milionkrát více světla než lidské oko, 8milionkrát více než Galileův dalekohled a 26krát více než jeden dalekohled VLT na observatoři Paranal. Získá také více světla než všechny existující 8 až 10 metrové dalekohledy na světě dohromady.[19]

Cíle pozorování[editovat | editovat zdroj]

Porovnání snímků z Hubbelova kosmického dalekohledu (vlevo), dalekohledů VLT s modulem adaptivní optiky (uprostřed) s předpokládaným zobrazením pomocí Extrémně velkého dalekohledu (vpravo)

Vzhledem k velikosti dalekohledu se od něj očekávají objevy ve většině odvětví astronomie. Primární by mělo být[20]

Podle představ z roku 2015 by – i vzhledem k blízké geografické vzdálenosti – měla být výzkumná činnost dalekohledu ELT koordinována s dalekohledy ESO na Observatoři Paranal, především s VLT/VLTI a VISTA.[22]

Porovnání velikosti primárního zrcadla ELT (zelené vpravo) s dalšími existujícími i plánovanými dalekohledy

Porovnání ELT s dalšími největšími dalekohledy[editovat | editovat zdroj]

Jméno Průměr zrcadla (m) Plocha zrcadla (m²) První světlo
ELT 39,3 978 2028
Třicetimetrový dalekohled (TMT) 30 655 ?
Velký Magellanův dalekohled (GMT) 24,5 368 „konec 20. let“
Jihoafrický velký dalekohled (SALT) 11,1 × 9,8 79 2005
Gran Telescopio Canarias (GTC) 10,4 74 2007
Keckovy dalekohledy 10,0 76 1990, 1996
Very Large Telescope (VLT) 8,2   1998–2000

Historie[editovat | editovat zdroj]

Dokončení hrubých zemních prací na hoře Cerro Amazones v roce 2015
V roce 2018 byla zahájena stavba základů: rýsuje se tvar základů kopule
V roce 2023 dosáhla konstrukce kopule konečné výšky

Dalekohled vyvíjí od roku 2005 Evropská jižní observatoř.[20] Stalo se tak na základě rozhodnutí rady této organizace, aby „zachovala vůdčí roli evropské astronomie v období mimořádně velkých dalekohledů“.[23] Pro přístroj bylo hledáno několik míst:[24][25]

Uvažováno bylo i několik další míst, např. v Antarktidě na vrcholu „Dome C“ (3223 m n. m.).

Na jednotlivých místech byly sledovány meteorologické podmínky: zejména síla a směr větru, relativní vlhkost vzduchu a množství aerosolů v ovzduší. Dále byla zkoumána turbulence atmosféry, jas oblohy, seismická pevnost podloží nebo např. to, v jaké míře se zde vyskytují kondenzační stopy po tryskových letadlech. Týmy, které zkoumaly vhodná místa, si vzájemně sdílely informace se skupinou, která hledala umístění pro Třicetimetrový dalekohled.

Hlavní kroky projektu[editovat | editovat zdroj]

  • V roce 2005 byla vypracována první studie na dalekohled o průměru zrcadla 100 m – Overwhelmingly Large Telescope (OWL). Po mezinárodním posouzení se tento koncept ukázal jako technicky nereálný. V další studii bylo proto zrcadlo zmenšeno na 42 m.[26]
    • Projekt OWL nebyl zcela opuštěn a objevily se úvahy o výstavbě dalekohledu ESO o průměru 60–100 m po roce 2050.[27]
  • V listopadu 2006 byl tento návrh podroben detailním diskusím na konferenci v Marseille za účasti více než 250 evropských astronomů.[23]
  • V roce 2010 byl vybrán vrchol hory Cerro Armazones v severní Chile v nadmořské výšce 3060 m. Pro lokalitu rozhodly především velmi dobré pozorovací podmínky a také blízkost jiné už existující Observatoře Paranal, od které je vzdálena 20 km východně. Chilská vláda pro observatoř darovala 189 km² půdy.[24]
  • V roce 2011 ESO rozhodla o tom, že se odebere jedna vnější řada šestiúhelníkovitých segmentů hlavního zrcadla a tím se zmenší hlavní zrcadlo na 39,3 m.[21] To snížilo náklady na projekt z 1,275 miliard euro na 1,055 miliard.[28] Dosáhlo se toho nejen snížením počtu segmentů, ale i zmenšením velikosti sekundárního zrcadla z 5,9 na 4,2 m, což umožnilo použít lehčí a levnější konstrukci, která jej bude držet.
  • V roce 2011 také podepsala Česká republika dohodu o svém finančním podílu na výstavbě.[29] V té době se počítalo s uvedením dalekohledu do provozu roku 2020.[30] Plány z roku 2016 posunuly tento termín na rok 2024 až 2025, přerušení výstavby způsobené epidemií covidu-19 pak na rok 2027.[21]
Polotovar prvního segmentu hlavního zrcadla (leden 2018)
  • V roce 2014 schválila rada ESO vlastní výstavbu dalekohledu. K tomuto datu měla zajištěno 90 % potřebných zdrojů.[31] Současně bylo rozhodnuto, že některé části projektu se přesunou do další části, tzv. fáze 2.[32] Jde především o:[33]
    • 210 z celkových 798 segmentů zrcadla (půjde o pět nejvnitřnějších řad),
    • 133 segmentů, které budou připravovány jako náhradní,
    • dva z šesti laserů pro modul adaptivní optiky.
  • V roce 2015 byly dokončeny hrubé zemní práce na plošině pro dalekohled na vrcholu hory Cerro Armazones.
  • V únoru 2016 podepsala ESO smlouvu se sdružením „ACe Consorcium“ na výstavbu kopule a nosné konstrukce dalekohledu.[34] S částkou 400 milionů euro jde o největší kontrakt v dějinách pozemní astronomie.
  • V květnu 2017 byl slavnostně položen základní kámen dalekohledu.[12] Byl také podepsán kontrakt na výrobu hlavního zrcadla[35] a v Německu bylo odlito sekundární zrcadlo dalekohledu.[8] a začala stavba základů pro budovu dalekohledu.
  • V lednu 2018 byly odlity první segmenty primárního zrcadla.[6] V prosinci bylo oznámeno posunutí termínu pro uvedení do zkušebního provozu (tzv. první světlo) z roku 2024 na 2025.[36]
Zrcadlo M2 před leštěním (rok 2019)
  • V polovině roku 2020 byla z důvodů pandemie covidu-19 přerušena výstavba základů budovy dalekohledu.[37]
  • V červnu 2021 obnovilo italské konsorcium ACe práce na kupoli a dalších hlavních strukturách dalekohledu.[37] Zároveň se posunul termín pro uvedení do zkušebního provozu na září 2027.
  • V červnu 2023 ohlásilo ESO, že stavba dalekohledu je ve své polovině.[38] Zrcadla M2 a M3 byla tou dobou odlita a leštila se a deformovatelné zrcadlo M4 bylo integrováno do nosné konstrukce. Šest laserů, které jsou základní součástí adaptivní optiky dalekohledu, bylo vyrobeno a předáno ESO ke zkouškám. Se zahájením pozorování se počítá v roce 2028.
  • V říjnu 2023 byla do základů budovy vložena časová schránka s dokumenty pro budoucí generace. Obsahovala např. skleněnou plaketu od bývalé prezidentky Chile Michelle Bachelet Jeriaové, protokolární pero chilské vlády, kresby chilských dětí (krajiny severní Chile, astronomické objekty a dalekohledy ESO) nebo koláže fotografií zaměstnanců ESO.[39]
  • V lednu 2024 dorazilo na Observatoř Paranal prvních 18 segmentů hlavního zrcadla.[40]
Porovnání dalekohledu ELT s vysílačem na Ještědu
Porovnání dalekohledu ELT s vysílačem na Ještědu

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Poznámky[editovat | editovat zdroj]

  1. ↑ Projekt se původně označoval jako Evropský extrémně velký dalekohled – E-ELT. V červnu 2017 však ESO rozhodla, že se název zkrátí: jednak pro zjednodušení a také proto, že se na jeho vývoji podílejí i mimoevropské země.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. ↑ Renaming the E-ELT [online]. European Southern Observatory, 2017-06-12 [cit. 2017-06-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ About | Timeline [online]. European Southern Observatory, 2022 [cit. 2023-02-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ a b Koncepce E-ELT [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2016-02-20]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-02-07. 
  4. ↑ FAQ ELT [online]. European Southern Observatory, 2017 [cit. 2018-02-02]. Kapitola For how long will the ELT be used?. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ ESO ELT Book [online]. European Southern Observatory, 2011-12-09 [cit. 2018-02-05]. Kapitola 5.3.1 Synergies with Paranal. Dále jen [ELT Book]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ a b První segmenty primárního zrcadla dalekohledu ELT úspěšně odlity [online]. European Southern Observatory, 2018-01-09 [cit. 2018-01-09]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-02-07. 
  7. ↑ E-ELT Optical Design [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2016-03-28]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-02-07. (anglicky) 
  8. ↑ a b Sekundární zrcadlo pro dalekohled ELT úspěšně odlito [online]. European Southern Observatory, 2017-05-22 [cit. 2017-05-24]. Dostupné online. 
  9. ↑ ELT Book. Kapitola 3.10 Laser Guide Stars
  10. ↑ E-ELT Telescope Design [online]. European Southern Observatory [cit. 2016-12-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. ↑ E-ELT Enclosure [online]. European Southern Observatory [cit. 2016-12-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  12. ↑ a b Slavnostní položení základního kamene dalekohledu ESO/ELT [online]. European Southern Observatory, 2017-05-26 [cit. 2017-05-27]. Dostupné online. 
  13. ↑ Protecting the Extremely Large Telescope from Earthquakes [online]. European Southern Observatory, 2017-12-27 [cit. 2018-02-06]. Dostupné online. (anglicky) 
  14. ↑ MICADO [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2017-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  15. ↑ MICADO [online]. Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, 2016 [cit. 2017-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  16. ↑ HARMONI [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2017-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  17. ↑ METIS [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2017-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  18. ↑ MAORY [online]. European Southern Observatory, 2016 [cit. 2017-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  19. ↑ The European Extremely Large Telescope [online]. European Southern Observatory [cit. 2012-10-19]. Kapitola Did you know?. Dostupné online. (anglicky) 
  20. ↑ a b Evropská jižní observatoř [online]. Astronomický ústav AV ČR, 2009 [cit. 2012-03-10]. Kapitola E-ELT. Dostupné v archivu pořízeném dne 2012-03-13. 
  21. ↑ a b c Hyde Park Civilizace - Jan Palouš [online]. Česká televize, 2016-02-20 [cit. 2016-02-20]. Čas 45:10 od začátku stopáže. Dostupné online. 
  22. ↑ FAQ E-ELT [online]. European Southern Observatory [cit. 2012-12-05]. Kapitola How will the ELT and other facilities work together?. Dostupné online. (anglicky) 
  23. ↑ a b FAQ E-ELT [online]. European Southern Observatory [cit. 2012-12-05]. Kapitola When and how did ESO decide to build the ELT?. Dostupné online. (anglicky) 
  24. ↑ a b Hledání domova [online]. European Southern Observatory, 2015 [cit. 2018-01-30]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-04-16. 
  25. ↑ VERNIN, Jean, et al. European Extremely Large Telescope Site Characterization I: Overview. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. The Astronomical Society of the Pacific, 2011, roč. 123, čís. 909, s. 1334–1346. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-04. (anglicky) 
  26. ↑ MARTINEK, František. Největší dalekohled bude mít průměr 30 m [online]. Česká astronomická společnost, 2009-07-28 [cit. 2012-03-23]. Dostupné online. 
  27. ↑ GRYGAR, Jiří; ONDŘICH, David. Letošní pohled na vesmír vloni. Astropis. 2023, roč. 30, čís. 137, s. 10. ISSN 1211-0485. 
  28. ↑ SCHILLING, Govert. Europe Downscales Monster Telescope to Save Money. Science [online]. 2011-06-14 [cit. 2018-02-02]. Dostupné online. (anglicky) 
  29. ↑ The Czech Republic commits to the E-ELT [online]. European Southern Observatory, 2011-06-03 [cit. 2017-07-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  30. ↑ E-ELT – The European Extremely Large Telescope. The World’s Biggest Eye on the Sky [online]. European Southern Observatory, 2011 [cit. 2012-03-10]. Kapitola Europe’s window on the Universe. Dostupné v archivu pořízeném dne 2012-07-09. (anglicky) 
  31. ↑ Construction of Extremely Large Telescope Approved [online]. SpaceRef, 2014-12-04 [cit. 2018-02-05]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2020-08-23. (anglicky) 
  32. ↑ FAQ-ELT. Kapitola Why was the two-phase approach necessary?
  33. ↑ FAQ-ELT. Kapitola What will be moved to Phase 2?
  34. ↑ SRBA, Jiří. ESO podepsala největší kontrakt v historii pozemní astronomie — na dodávku kopule a nosné konstrukce pro dalekohled E-ELT [online]. Astro.cz, 2016 [cit. 2016-02-25]. Dostupné online. 
  35. ↑ ESO podepsala kontrakty na gigantické primární zrcadlo dalekohledu ELT [online]. European Southern Observatory, 2017-05-29 [cit. 2017-06-01]. Dostupné online. 
  36. ↑ New baseline schedule for ESO’s Extremely Large Telescope [online]. European Southern Observatory, 2018-12-20 [cit. 2018-12-22]. Dostupné online. 
  37. ↑ a b ESO’s Extremely Large Telescope planned to start scientific operations in 2027 [online]. European Southern Observatory, 2021-06-11 [cit. 2021-06-12]. Dostupné online. (anglicky) 
  38. ↑ SRBA, Jiří. Konstrukce dalekohledu ELT v polovině. www.astro.cz [online]. Česká astronomická společnost, 2023-07-25 [cit. 2023-07-26]. Dostupné online. 
  39. ↑ Time capsule buried at ESO’s Extremely Large Telescope [online]. European Southern Observatory, 2023-10-16 [cit. 2023-10-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  40. ↑ The moment of truth [online]. European Southern Observatory, 2024-01-22 [cit. 2024-01-27]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Extrémně_velký_dalekohled&oldid=23599808“