Observatóriá – Medzi nebom a zemou

By | december 25, 2015

Oblohu pozorujem a fotografujem už 30 rokov. Aby som sa k hviezdam dostal čo najbližšie, musel som sa vzdialiť od civilizácie, rovnako ako moji priatelia astronómovia. Na svojich cestách objavujem rozmanitosť jedinečnej planéty stratenej v nekonečnosti vesmíru, planéty Zem. Vyberme sa spolu spoznávať najdôležitejšie miesta astronómie. Táto dedinka sa volá San Pedro. Sme na severe Čile, v oáze v púšti Atacama, na úpätí pohoria Andy. Dnes vystúpime do výšky viac ako 5 tisíc metrov nad morom na náhornú plošinu Chajnantor, kde sa nachádza ALMA, najvyššie položené observatórium na svete. Vďaka ALMA e dokážu astronómovia pozorovať zrod planét v okolí veľmi mladých hviezd. Objavujú planetárne sústavy veľmi odlišné od našej slnečnej sústavy. Skôr než budeme čeliť extrémnym podmienkam vysokej nadmorskej výšky, aklimatizujeme sa tu, v San Pedre a okolí. Táto dedina obývaná atacamskými Indiánmi sa stala veľmi obľúbeným turistickým miestom. Ľudia sem prichádzajú obdivovať sopky, púšť a lagúny, jasnú južnú oblohu a pozorovať hviezdy. S Alainom Maurym sa poznáme už dlho. Spoznali sme sa, keď pracoval ako výskumník vo Francúzsku. Pred desiatimi rokmi sa rozhodol zložiť svoje kufre a teleskopy tu. Alain sa usadil neďaleko San Pedra, kúsok od soľných plání Atacamy. Pozdĺž horského pásma sa množstvo jazier, ktoré boli uzavreté medzi kopcami, vyparilo a vytvorilo rozľahlé územia plné soli. Vo svojej záhrade posiatej kupolami Alain zriadil malý astronomický raj. Amatérskym a profesionálnym astronómom zo všetkých kútov sveta ponúka možnosť uskladniť svoje teleskopy. Väčšina teleskopov slúži okrem astronomického fotografovania aj na výskum komét a asteroidov.12-03_Observatóriá - Medzi nebom a zemou[(014156)16-29-17] Alain, bývalý profesionálny astronóm, sa výskumu nikdy nevzdal. Prvý asteroid sa našiel v roku 1801. Astronómovia ho nazvali číslo jeden. Na akom čísle sú teraz? Dá sa v rámci objavov pozorovať nejaký vývoj? Samozrejme, obrovský. Keď som začal s pozorovaním, boli sme na čísle asi 5 tisíc asteroidov. A neskôr, hlavne vďaka snahe NASA a novým technológiám sme sa dostali na číslo 600 tisíc. Ukážem ti mapu na mojom počítači. Pozri, tu je možnosť zobraziť všetky asteroidy. Každá z týchto malých modrých bodiek je jeden asteroid a čoskoro je obrazovka celá modrá. Je medzi týmito asteroidmi jeden, ktorý nesie tvoje meno? Áno, číslo 3780 od roku 1985 a tiež je tu jeden s tvojím menom. A kde sú tie naše asteroidy, Alain? Kde je tvoj? Počkaj chvíľu. Pohybujú sa niekde medzi Marsom a Jupiterom? Môj je niekde v blízkosti Saturnu, večer sa naň môžeme pozrieť. A tvoj… Dostal som ho od teba darom? Áno. Tvoj je tu. Dosť blízko Slnka. Takže teraz je hneď vedľa Slnka? Teraz ho nevidíme. Je na druhej strane slnečnej sústavy. Alain, spolupracoval si s astronómami, ktorí používajú veľmi veľké teleskopy. Aký druh výskumu ste robili napríklad tu? Jedna z oblastí, kde sa nachádza väčšina asteroidov, je medzi Marsom a Jupiterom, a od roku 1992 sme objavili hromadu ďalších, ktoré nazývame transneptúnske asteroidy. Sú teda veľmi ďaleko? Áno, najbližšie sú vzdialené šesť miliárd kilometrov a rozhodne pokračujú ešte ďalej. Nepoznáme priemery všetkých, zistíme ich, keď asteroid prechádza pred hviezdou a nastane zatmenie. A trvanie tohto zatmenia nám pomôže určiť veľkosť objektu. Čím je väčší, tým dlhšie trvá. V tejto oblasti sme spravili pomerne dosť výskumov. Myslím, že asi dve tretiny pozorovaní týchto okultácií, ako ich voláme, boli vykonané tu. Dá sa to prirovnať k námorníctvu, aj keď máš obrovskú loď, neznamená to, že malé člny nie sú užitočné. My sme tu ako malé člny s veslami. No v astronómii nám toho ostáva spraviť veľmi veľa s amatérskymi teleskopmi. Máme tu obrovské amatérske teleskopy, ale aj malé profesionálne teleskopy. Na európskej úrovni väčšinu výskumov robia amatéri. Každú noc Alain pomáha objavovať čaro južnej oblohy skupinám návštevníkov, ktorí prichádzajú do San Pedra. Poznám jeho vynikajúci talent rozprávať o oblohe a za žiadnu cenu si nenechám ujsť túto prehliadku hviezd. Ak sa pozeráme na oblohu, nie je možné si ju zapamätať. Nikto sa ju nedokáže naučiť naspamäť. Ľudia v minulosti pozorovali oblohu a všimli si, že hviezdy sa spájajú do obrazov. Určite sa aj vám často stáva, že keď vidíte oblak na oblohe, poviete si “aha, vyzerá ako vták”. A tieto skupiny hviezd nazývame súhvezdia. Ukážeš nám najkrajšie? Južný kríž. Ten je pre túto oblasť typický. Tam je. Toto súhvezdie sa nazýva Južný kríž od roku 1630. To meno mu dali kresťania. Barbari, teda ľudia, ktorí nemali naše spôsoby a kultúru, neukrižovávali. Boli to nevzdelanci. Veci treba nazývať pravým menom. Preto my na oblohe vidíme kríž, ale tiež by to mohol byť šarkan. Súhvezdia môžeme vidieť rôznymi spôsobmi. Samozrejme, že žiadna z týchto hviezd sa nenachádza v rovnakej vzdialenosti, no my zo Zeme vidíme oblohu ako plochú. Každá civilizácia premieta na oblohu svoju vlastnú mytológiu. Na rozdiel od západnej tradície spájať medzi sebou hviezdy tak, aby vytvorili obraz, Inkovia si všímali tmavé časti oblohy. Obrysy ich posvätného zvieraťa, lamy, tiež obkresľujú obrovský tmavý oblak medzihviezdneho prachu. Trochu nižšie sa nachádza ďalšia hviezda, ktorá sa volá Canopus. Je to druhá najžiarivejšia hviezda na oblohe, ide o typickú hviezdu južnej pologule. Vďaka hviezde Canopus som začal svoje cestovanie po hviezdach. Prečo? Ide o hviezdu, ktorú vidíme z južnej pologule, je to druhá najžiarivejšia hviezda, ako si spomínal. Pre astronóma zo severnej pologule je naozaj mýtickým objektom. Priniesol som ti fotografiu, pozri. Ukáž? No teda, je tu plno hviezd. Pozri, Canopus je tu. Touto časťou som začal. Koľko fotografií je tam spolu? 1 200 fotografií, ktoré tvoria mozaiku 224 och častí. Na jednom takomto obraze, ktorý som tvoril asi dva roky, je takmer 10 miliónov hviezd. Dnes na tejto oblohe, koľko hviezd je možné vidieť voľným okom? Voľným okom asi 3 000, 3 500. To záleží od toho, aké máš oči. Pozri sa sem, namierili sme teleskop kúsok nad Alfa Centauri Epsilon a tu je malá hmlistá škvrna, sotva viditeľná. V teleskope, blízko stredu, uvidíš plno malých hviezd pohromade. To je súčasťou toho, čo nazývame hmlovinou. Zatiaľ čo Alain ukončuje svoju prednášku, ja som sa vytratil fotografovať pomocou jedného z teleskopov, ktorý mi požičal. Namierim ho tiež na hmlovinu, hmlovinu Orion, je to jedna z mojich obľúbených. Za sotva desať minút, vďaka modernému digitálnemu fotoaparátu, spravím fotografiu v takej kvalite, aká bola ešte pred 10 rokmi nemožná. VRAVA V ŠPANIELČINE Jimena Cruz Mamani pracuje v múzeu v San Pedro. Pochádza z Atacamy a skúma mýty svojich predkov. Vďaka nej budem môcť trochu lepšie pochopiť indiánsku mytológiu oblohy a ich príbehy o vesmíre. Tieto príbehy sú vytesané do skál v Yerbas Buenas. Sú naozaj úžasné. Sú tu dve, dokonca jedna má v bruchu mláďa. Áno, dve lamy. Lama je zviera, ktoré zastáva v atacamskej kultúre špeciálnu pozíciu. Naši predkovia kedysi dávno verili, že lamy, ktoré sú tu, na zemi, boli tiež aj na nebi. Že sme ich mohli vidieť počas našich životov a keď sme zomreli, dostali sme sa hore, na nebesá a tam sme ich znovu našli, v Mliečnej ceste, kde je možné vidieť obrysy lamy. Pre nich to bola rieka na oblohe. Naši predkovia verili, že keď niekto zomrie, luna ostane tehotná a po troch mesiacoch porodí hviezdu, v ktorej sú duše tých, ktorí opustili tento svet. Hovorievali, že to, čo je hore, sa nachádza aj dole, ako odraz. Hore vždy nájdeme to, čo sme mali tu dole počas nášho života. Svetlo je tu úžasné. Čo tu budeš robiť? Budem robiť časozbernú fotografiu. Odfotím tisíc obrázkov a nakoniec ich spojím do videa, v ktorom uvidíme oblohu, ako sa točí okolo Ánd. Pre nás sú hory a sopky našimi láskavými predkami. Hovorí sa, že kedysi dávno žili a prišli sem. Obklopujú nás, ako môžeš vidieť, sú všade okolo nás a bdejú nad nami a ochraňujú nás. Pre nás sú sopky naozaj posvätné. Veľmi dobre rozumiem intímnemu vzťahu Jimeny a jej ľudí s horami. Krása, sila krajiny a oblohy Ánd na mňa zapôsobili. V tichu súmraku a vo svetle, ktoré sa mení nad týmito horami, vyzerajú takmer ako živé. Zajtra ráno vystúpim k základnému táboru ALMA, ktorý sa nachádza vo výške 2 900 metrov nad morom. ALMA je najväčším astronomickým projektom vôbec. Obrovská sieť tvorená 66 timi anténami. Táto technologická a vedecká výzva po prvýkrát spojila Európu, Spojené štáty a Japonsko. Na parkovisku, kde sa skladajú a testujú antény, mám stretnutie so Suzannou Randall, anglickou astronómkou z ESO, Európskeho južného observatória. ALMA je teleskop tvorený sieťou množstva antén, ktoré spolu fungujú ako jedna. Toto nazývame interferometer. Vôbec sa to na teleskop nepodobá. Teleskop je niečo, čo má zrkadlo a dá sa ním pozorovať obloha. Tu máme okolo seba samé antény. To preto, že my pracujeme s inými vlnovými dĺžkami. Nepracujeme s viditeľným spektrom, teda tým, čo je vidieť voľným okom. Pracujeme s milimetrovými a submilimetrovými vlnovými dĺžkami. Teda niečo ako infračervené svetlo? Ešte menšie. Existuje viditeľné svetlo, infračervené, submilimetrové a potom rádiové žiarenie. Tým, že antény ALMA y zachytávajú neviditeľné milimetrové a submilimetrové žiarenie, nám dovolia pozorovať najchladnejšie oblasti vo vesmíre, tie najmenej jasné, ako sú plynové a prachové oblaky, kde sa rodia hviezdy a planéty. Táto oblasť pozorovania bola doteraz prakticky nedostupná a nové teleskopy nám ju odhalia s dokonalou presnosťou. V porovnaní s inými milimetrovými a submilimetrovými observatóriami je toto míľnikom. Ide o úplne nový krok vpred, o niečo, čo sme nikdy predtým nerobili. Doteraz najväčší teleskop mal 6 antén a tento ich bude mať až 66. Antény sú zmontované a testované v základnom tábore ALMA a potom sa presunú na vrchol observatória o 30 kilometrov ďalej a o 2 tisíc metrov vyššie. Každá váži 115 ton a je vyvezená na tomto zvláštnom vozidle s 28 imi kolesami, ktoré bolo postavené špeciálne pre tento projekt. Cesta trvá asi 5 hodín. ALMA je extrémnym observatóriom, nachádza sa medzi sopkami vo výške 5 tisíc metrov nad morom, asi v rovnakej výške ako Mont Blanc. Po tom, čo astronómovia hľadali miesto po celej planéte, si nakoniec vybrali toto miesto na náhornej plošine Chajnantor, aby tu postavili sieť rádioteleskopov. Problémom tohto neviditeľného žiarenia je, že ho absorbuje vodná para v atmosfére. Výška a hlavne suchosť vzduchu na plošine Chajnantor dovoľujú pozorovať oblohu tak, ako nikde inde na svete. Pozri, tanec antén. Otáčajú sa veľmi rýchlo. Ich pohyb je neuveriteľný, ako balet. Teraz sme v strede siete ALMA, je to tu husto pokryté anténami. Áno, vyzerá to tak, no teraz sú antény usporiadané veľmi kompaktne. Testovacia plocha má priemer asi jeden kilometer. Táto anténa nie je vzdialená od tej, čo je najďalej, viac ako jeden kilometer. Po dosiahnutí maximálnej kapacity ich usporiadame tak, že budú v okruhu 16 tich kilometrov. Kompaktnú sieť antén zachováme, no bude mať pretiahnuté ramená v tvare špirál, ktoré lepšie pokryjú oblohu a získajú najlepší možný obraz. Rozdiel bude v rozlíšení. Pri rozlíšení ide o malé detaily, ktoré môžeme na hviezdach pozorovať? Presne tak. Teraz získavame veľké pixely, takže fotografie sú ešte dosť zrnité. No keď sa budú antény rozprestierať na 16 tich kilometroch, rozlíšenie bude veľmi vysoké. Je možné porovnať obraz, získaný pomocou teleskopov ALMA s tým z veľkého optického teleskopu, ako napríklad z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu? V zásade pozorujeme studený vesmír. Teda môžeme vidieť, napríklad, hviezdy, ktoré sa formujú v prachu.12-01_Berlínsky pacient - vyliečený z AIDS[(038056)16-29-40] Zrod hviezd v obale prachu. Môžeme sa pozerať naprieč hmlovinami, ktoré Hubblov vesmírny ďalekohľad vidí iba ako čierne oblaky. My sa môžeme pozerať cez ne a vidieť hviezdy za nimi. To je naozajstná revolúcia, však? Ja poznám astronómov už viac ako 30 rokov a tí vždy hovorili: “Je veľmi náročné vidieť, čo sa deje vo vnútri hmlovín, vidieť zrod hviezd.” A to ani nehovorím o planétach, pred 30 timi rokmi nikto ani nesníval o tom, že uvidí vzniknúť planétu pri hviezde. ALMA je snom všetkých astronómov. Je to neuveriteľné. Je to obrovský skok pre vedu a astronómiu. Myslím, že v nasledujúcich desaťročiach bude astronómii toto odvetvie dominovať. Táto rozpixelovaná fotografia nie je na prvý pohľad ničím ohromujúca, no aj napriek tomu obletela svet astronómie. Po prvýkrát vôbec bolo možné pozorovať formovanie planetárnej sústavy okolo svojej mladej hviezdy. Túto fotografiu spravil tím Simona Casassusa, astronóma na univerzite v Santiago de Chile. Hviezda, ktorá sa práve zrodila, je obklopená akýmsi diskom, ide o protoplanetárny disk, ktorý je tvorený plynom a medziplanetárnym prachom. Z tejto hmoty vznikne planetárna sústava, ktorá bude obklopovať hviezdu, no na tomto obrázku nevidíme hviezdu, vidíme iba to, čo ju obklopuje. To zelené, čo tu vidíme, je hustý plyn, ktorý prispeje k vzniku joviálnych planét plynných obrov. Taktiež vidíme, že stred tohto disku je prázdny. Na tejto vizualizácii vidíme prázdnu zónu okolo hviezdy a tiež dve vlákna, na ktorých sa práve tvoria dve protoplanéty typu plynný obor, teda niečo ako náš Jupiter. Pri tomto procese nakopia prach a plyn z disku ako snežnú guľu. Astronómovia na základe pozorovaní simulujú na počítači zrod a vývoj planetárnych sústav, ktoré skúmajú. Žiarenie z hviezd, ktoré sa formujú, zohrieva disk tvorený plynom a prachom. Vieme, že planéty sa formujú v takýchto diskoch. Celé milióny rokov sa plyn a prach v protoplanetárnych diskoch kondenzuje a zároveň je odháňaný von zo sústavy. Napomáha zrodu planetárnych sústav viac menej podobných tej našej. Prečo je to dôležité pozorovať? Zrod iných planetárnych sústav pozorujeme, aby sme pochopili našu vlastnú slnečnú sústavu a aby sme porozumeli jej pôvodu. Odkiaľ pochádza planéta Zem? Prečo má práve Zem také zloženie, aké má? Prečo je na nej toľko skál? Prečo je na nej toľko vody? Prečo je Jupiter na pozícii Jupitera? Všetky tieto otázky sú zásadné pre pochopenie pôvodu života. Preskúmať pôvod sveta. Až doteraz nebolo možné pozorovať zrod hviezd a planét aj napriek presným prístrojom. ALMA otvára úplne novú oblasť výskumu, kde ostáva ešte veľa neobjaveného. Aby zrekonštruovali proces vzniku a vývinu planetárnych sústav, ktorý trvá milióny rokov, astronómovia mieria svoje teleskopy na rozmanité sústavy, veľmi mladé, alebo, naopak, staršie. Francois Ménard, riaditeľ výskumu v CNRS sa zaujíma hlavne o prstenec okolo planéty Fomalhaut, ktorá je blízko, je žiarivá a vidno ju voľným okom. Prečo toľká nedočkavosť, aby ste mohli Fomalhaut sledovať pomocou teleskopov ALMA? Mnoho observatórií postupne skúmalo Fomalhaut, vesmírne ďalekohľady, Spitzerov vesmírny ďalekohľad a Herschelov vesmírny ďalekohľad a teraz ALMA. Podrobne skúmali prstence okolo hviezdy a nachádzali analógie s našou slnečnou sústavou. Je to dokonalé laboratórium. Viem si predstaviť, že astronómovia hľadali planéty okolo Fomalhautu. Samozrejme. Mali sme celý súbor predpokladov, ktorý nás doviedol k myšlienke, že sa tam nachádza planéta. Ďalšie hovoria o tom, že keďže je prstenec oválny, nie je okrúhly, je teda značne deformovaný a navyše hviezda Fomalhaut sa nenachádza v strede prstenca. Znamená to, že tento disk je priťahovaný a deformovaný neviditeľnou planétou? Presne tak. To je pravdepodobne najjednoduchšie vysvetlenie. Planéta, nie však veľmi veľká, lebo by zničila prstenec, ktorá obieha okolo hviezdy po eliptickej dráhe a udržiava prstenec v pozícii. Po prvýkrát ju zbadali v roku 2006, vďaka fotografiám z vesmírneho teleskopu a astronómovia dodatočne hľadali vo fotografiách v archíve stopy po planéte. To sa im aj podarilo.12-03_Observatóriá - Medzi nebom a zemou[(024325)16-29-19] Čiže máme dve obdobia, 2004 a 2006, kedy sa nám podarilo vidieť pohyb malého svetelného telesa vo vnútri prstenca, ktoré asociujeme s planétou, ktorá udržiava prstenec hviezdy Fomalhaut. Koľko planét sa doteraz podarilo objaviť vo vesmíre? Tisíc? Dvetisíc? O niečo viac, niekoľko tisíc, dva alebo tri. Asi tisíc ich je potvrdených. Malo by sa ich potvrdiť ešte o dva alebo tritisíc viac, vďaka satelitom, ktoré na tom pracujú. Koľko to štatisticky predstavuje na úrovni celej galaxie Mliečnej cesty? Predpokladá sa, že ide o minimálne jednu planétu na hviezdu, teda len v našej galaxii sa ich nachádzajú stovky miliárd. Francois, toto pátranie po extrasolárnych planétach nemá iba vedecký prínos, ale aj metafyzický, filozofický. Priznávam, že ja som v prvom rade vedec, no myslím, že je dôležitejšie pripustiť si to, než objaviť. Už v roku 1995 bola objavená ďalšia planéta mimo našej slnečnej sústavy a to nás stavia do zaujímavej perspektívy. Nie sme tu sami, existujú aj ďalšie slnečné sústavy a vďaka novým výskumom nejde o výnimky, pravdepodobne je tu mnoho slnečných sústav. Minimálne v našej galaxii. Minimálne jedna planéta na hviezdu. Pravdepodobne viac. Tisícky miliárd planét len v našej galaxii. Takmer nekonečné množstvo iných svetov s ich vlastnými ročnými obdobiami, krajinami, západmi slnka a hviezdnymi oblohami. Doteraz neprístupné svety. No aj tu, na Zemi, je množstvo obdivuhodných vecí.

Category: VAT

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.