http://www.eso.org/public/archives/images/screen/potw1322a.jpg

 

Kredit:Y. Beletsky (LCO)/ESO

 

Tento článek je úvodem do katalogu dalekohledů a observatoří a zároveň objevům, jakých by bez těchto úžasných přístrojů nikdy nebylo možné učinit. Uvědomíme si, jaká je ve skutečnosti jejich hodnota a jak změnily náš pohled na svět, ve kterém žijeme. Seznámíme se s těmi nejdůležitějšími dalekohledy v historii lidstva, nejmodernějšími dalekohledy současnosti a také si představíme ty, které se teprve v blízké budoucnosti objeví.

 

Začít musíme ve chvíli, kdy možná lidé poprvé vzhlédli k obloze a začaly se vyvíjet jejich první představy o vesmíru. Protože vše, co mohli v této době na obloze pozorovat se zdánlivě pohybovalo kolem nich, museli dojít k jednoduché ale i tak naprosto mylné představě - považovali Zemi za střed vesmíru. Tento názor vytrval neuvěřitelně dlouhou dobu, a to zejména díky náboženství, které se této představy ujalo a zapsalo ji již do svých kořenů. Nebudeme o tom mluvit nijak podrobněji, stačí když řekneme, že mělo v té době na astronomii největší, bohužel negativní, vliv. Byli sice lidé, kteří si mysleli, že je to Slunce co je středem vesmíru, ale nikdo je tou dobou nebral příliš vážně. Chtělo to důkazy, ale ty se jen těžko sháněly. První důkaz se podařilo objevit až v 16. století. Byl to právě Galileo Galilei, kdo učinil během svého života tolik objevů, že by s nimi hravě strčil do kapsy objevy všech předchozích astronomů dohromady. Galileo byl zřejmě první, kdo využil dalekohled k pozorování nebeských objektů a byl to tak právě dalekohled, kdo nám doopravdy otevřel oči. Ačkoliv nevymyslel dalekohled a ani nebyl první, kdo ho použíl, podařilo se mu s ním dosáhnout nejzajímavějších výsledků. Jeho dalekohled byl velmi primitivní, ale na svou dobu byl pokrokový. První velký šok nastal, když objevil Jupiterovy měsíce. Také zjistil, že Venuši lze pozorovat ve fázích podobně, jako Měsíc. Dokonce mohl pozorovat i hvězdy, které bez dalekohledu vůbec nebyly vidět a do této chvíle tak jakoby neexistovaly. Jeho oku samozřejmě nemohla uniknout ani velkolepost Měsíce, který vůbec nebyl dokonale kulatý, ale byl pokrytý mnohými krátery a pohořími. Galileo byl tak zřejmě prvním člověkem na světě, kterému se podařilo využít dalekohledu k dosažení úžasných astronomickým objevů a k objevení skutečného světa.

 

Od té doby uplynulo hodně času a astronomům se podařilo prosadit názor, že Slunce je středem vesmíru. Tento názor byl sice mylný, ale vedl ke správné představě o pohybu nebeských těles a naše postavní ve vesmíru se tak posunulo o krok vpřed. Samozřejmě proběhla ještě celá řada dalších objevů ať už týkajících se komet nebo planet.. pan Kepler například, ačkoliv nebyl opravdovým astronomem ale spíše matematikem, dokázal díky důmyslné práci astronomů z předhoczích dob a spoustě údajů vypočítat, že planety se pohybují po eliptických drahách. To byla na svou dobu velmi dobrá práce a astronomie se tak mohla opět posunout o další kus dopředu. To nejzajímavější ale teprve čekalo na své objevení.

 

V osmnáctém století žil jeden velice slavný a úspěšný astronom a konstruktér dalekohledů jménem William Herschel. Snažil se dohlédnout co nejdále do vesmíru a tak se pokoušel sestavit co největší možný dalekohled. Na svou dobu to byly skutečně nevídané přístroje, které svou velikostí často předčily i samotného pozorovatele. Pan Herschel byl také jedním z mála astronomů, kteří se pilně věnovali pozorování hvězd. Díky tomu se mu také podařilo učinit několik zajímavých objevů, včetně objevení planety George, která byla po několika letech přejmenována na Uran. Podařilo se mu také objevit na noční obloze několik mlhavých obláčků - mlhoviny a později v nich rozeznal jednotlivé hvězdy, čímž přišel na to, že jsou to vzdálená seskupení hvězd - galaxie. Pan Herschel také přišel na to, že my sami jsme součástí jedné velké galaxie - Mléčné dráhy. Byl vůbec prvním, kdo měl o struktuře takové galaxie určitou představu. V době jeho života se tak vesmír stal pro lidstvo zase o něco větší.

Herschel 40 foot
Vůbec největšího objevu na poli astronomie potom zcela bez diskuze dosáhl astronom Edwin Hubble. Pan Hubble se věnoval pozorování a fotografování vzdálených vesmírných objektů a později se také úspěšně zapojil do měření vzdálenosti ke galaxiím. V době, kdy se panu Hubblovi podařilo změřit první vzdálenosti ke galaxiím, se vesmír nepředstavitelně zvětšil. Svým nejvýraznějším objevem pan Hubble šokoval celé lidstvo.. i pana Alberta Einsteina. Objevil totiž, že čím jsou od nás galaxie dál, tím rychleji se od nás vzdalují. Tzv. rudý posuv byl první nepopiratelný důkaz o tom, že se vesmír rozpíná. Pokud se totiž zdroj světla (v tomto případě velmi vzdálená galaxie) pohybuje směrem od pozorovatele, vlnová délka světla je fázově posunuta k červené barvě spektra - galaxie se jevila výrazně načervenalá. Po tomto úspěšném astronomovi byl také pojmenován známý Hubblův kosmický dalekohled.. čímž se dostáváme do nedávné minulosti.

 

Od vynálezu dalekohledu už uplynulo více než čtyřista let. Bylo by zvláštní, kdyby se taková dlouhá doba nějak neodrazila na myšlence, jak takový přístroj co nejlépe zdokonalit. Astronomové už dlouho věděli, že zemská atmosféra nese mnohé nepříznivé vlivy na pozorování - chvění molekul v atmosféře a vzdušné proudění má velký negativní vliv na kvalitu obrazu. První velké observatoře se proto začaly stavět na místech, kde je vliv atmosféry co nejmenší - na vysokých skalnatých horách, ve vhodném podnebí a daleko od světelného znečištění. I nadále však přetrvávaly drobné odchylky způsobené řídkou atmosférou a zdálo se, že se nikdy do hlubokého vesmíru nepodíváme. Věda si však našla svou cestu -tedy rovnou tři cesty, jak se s tímto nezdarem poprat.

 

Prvním z nich je dostat observatoř mimo zemskou atmosféru - vypuštěním do kosmického prostoru. Prvním dalekohled, který se nám podařilo dostat na místo jako stvořené pro pozorování vzdáleného vesmíru byl Hubblův kosmický dalekohled. Byl vypuštěn v roce 1990 pomocí raketoplánu Discovery na oběžnou dráhu Země a i přes řadu nesnází se nakonec zařadil mezi ty nejúspěšnější přístroje vůbec.

Credit: NASA

 

Jiná metoda spočívala v tom, že by se atmosférické vlivy daly nějak vyrovnat a výsledný obraz by pak byl srovnatelný s obrazem, který nabízejí dalekohledy na oběžné dráze. Byl to však úkol natolik složitý, že jej v době, kdy došlo ke zrodu této myšlenky, vůbec  nebylo možé realizovat. Pokrok však šel kupředu a po padesáti letech se konečně stal skutečností. Byla poprvé úspěšně využita tzv. adaptivní optika. Celá metoda spočívá v tom, že se nejprve z observatoře (umístěné na vhodném místě na povrchu Země) namíří do vesmírného prostoru laserový paprsek a ten, jak je známo, se bude vlivem atmosféry deformovat. Vytvořili jsme tak umělou hvězdu, na které můžeme pozorovat atmosférické vlivy. Díky tomu pak můžeme získat důležté informace o atmosférických vlivech. Počítače pak mají na starost téměř okamžitě a zcela přesně měnit křivku primárního zrcadla dalekohledu tak, aby byly atmosférické vlivy co nejlépe vyrovnány. Nepřetržitě se tak sleduje umělá hvězda a zároveň se mění tvar zrcadla. Současné systémy jsou schopny měnit tvar zrcadla až tisíckrát za sekundu a kvalita obrazu je srovnatelná s kvalitou obrazu dalekohledů umístěných na oběžné dráze.

 

Později, když se zdokonalila výroba primárních zrcadel dalekohledů, se přišlo na to, že lze velká zrcadla nahradit několika zrcadly malými, ovšem dokonale synchronizovanými. Není pak třeba žádné adaptivní optiky -primární zrcadlo bude natolik velké, že se všechny negativní vlivy "vytratí". Takové observatoře jsou schopny pozorovat i velmi vzdálené objekty ve vysokém rozlišení - bude tak možné věnovat se dosud neuvěřitelně složitým úkolům, mezi které patří například přímé pozorování exoplanet. Astronomové po celém světě se domnívají, že kvalita obrazu bude natolik dobrá, že budou moci rozhodnout, zda je na dané planetě život nebo ne. 

Credit: ESO


Astronomie se v současné době chystá učinit skok z desetimetrových dalekohledů na průměr 30 až 40 metrů. Evropským trumfem má být Evropský extrémně velký dalekohled E-ELT (průměr primárního zrcadla 39,3 metrů). Amerika zase chystá Třicetimetrový teleskop (TMT). Vyrobit takto velká zrcadla samozřejmě technicky ani logisticky nelze. Už dnes se proto velká zrcadla vyrýbí z šestiúhelníkových segmentů. E-ELT jich bude mít téměř 800. Pokud všechno půjde dobře, mohl by dalekohled E-ELT začít pracovat někdy v letech 2021-2022. Takto velké dalekoheldy budou schopny dalece překonat všechny dalekohledy současnosti. Začíná tak nová éra pozorování kosmu.

 

A to nejlepší nás teprve čeká. Astronomie se v současné době chystá učinit skok z desetimetrových dalekohledů na průměr 30 až 40 metrů. Probíhá tak výstavba těch největších dalekohledů, o kterých jsme před několika lety mohli leda tak snít. Mezi ty nejpopulárnější zástupce patří zmíněný E-ELT, ale probíhá i výstavba dalších velkých dalekohledů.. například observatoř s ne-příliš originálním názvem Thirty-Meter Telescope, Giant Magellan Telescope nebo Large Synoptic Survey Telescope.

 

Mezi ty nejambiciznější projekty však jistě patří teleskop Jamese Webba (JWST) a Euclid. Teleskop JWST je nástupcem Hubblova dalekohledu, který už pomalu míří do důchodu. JWST bude vybaven zatím tím největším zrcadlem, jaké se kdy plánovalo vynést do vesmíru (tedy alespoň na nějaký čas, než jej zase předběhne nějaký jiný, dokonalejší přístroj). JWST dohlédne mnohem dál než Hubble a i obraz zprostředkovaný jeho optickou soustavou bude o něco dokonalejší.

JWST.jpg

JWST“. Licencováno pod Volné dílo via Wikimedia Commons.

 

Teleskop Euclid pak možná přinese poznatky z temné stránky kosmu. Měl by nám poodhalit záhady temné hmoty a temné energie, a tak se bude jako jeden z mála dalekohledů významně podílet na výzkumu vesmíru právě v této oblasti.

Dalekohled Euclid
Credit: ESA