Dalekohledy

1. Dalekohledy Překonat současné hranice vědění znamená překonat současné hranice techniky

2. Proč? Princip vědy, téměř její definice, je následující: Prověrkou všech našich vědomostí je experiment. Richard P. Feynman

3. 1. Trocha historie Za naši současnou představu o vesmíru vděčíme prvním velkým dalekohledům z počátku minulého století.

4. Honba za světlem • Hlavní díl tubusu téměř 100 let starého dalekohledu o průměru 2,5 m je 28. října 1916 vezen z Pasadenské továrny speciálně vyrobeným tahačem.

5. Velké refraktory na ústupu

6. Problémy velkých čoček • Objektiv čočkového dalekohledu (refraktoru) se dvěma čočkami má 4 optické povrchy. Zrcadlo má jen jeden povrch. • Zrcadlo je možné zespodu podepřít a tak omezit jeho deformace. Velká čočka upevněná po obvodu se bortí vlastní vahou. • Aby vady čoček neznehodnotily obraz, světelnost je poměrně malá, což činí problémy při fotografování. • Tubusy, montáže i kopule jsou velmi těžké a rozměrné.

7. Hvězdárna na hoře Mt. Wilson • V roce 1902 získal Carnegie Institution of Washington v té době nesmírnou sumu 10 miliónů dolarů na „podporu vědeckého výzkumu ve prospěch lidstva“. • Astronom G.E.Hale po vítězných bitvách s výbory dohlížejícími na rozdílení peněz i s konzervativními astronomy své doby založil hvězdárnu na hoře Mt. Wilson vysoké 1742m. • Hvězdárna měla kombinovat sluneční dalekohled a velký reflektor pro výzkum hvězd (Slunce je také hvězda).

8. „60-inch“ • V roce 1908 je na Mt. Wilson postaven dosud největší ekvatoreálně montovaný zrcadlový dalekohled o průměru 60 palců (152,4cm).

9. Světla není nikdy dost • Úspěch 60 palcového dalekohledu vedl k úvahám o ještě větším stroji. • Nebylo to poprvé ani naposled, kdy až privátní sponzorský dar pana Hookera umožnil realizaci ještě většího dalekohledu o průměru 100 palců (254 cm). Dalekohled je po něm pojmenován.

10. Hodinový stroj Stříbření zrcadla Na hranici technických možností své doby…

11. „100-inch“ • Od roku 1917 je slavný 2,5 metrový dalekohled po 30 let největší dalekohled světa a zcela zásadním způsobem přispěl je vzniku dnešních kosmologických modelů – teorie velkého třesku a rozpínajícího se vesmíru.

12. Potřeba většího dalekohledu roste • Výsledky z 2,5m dalekohledu vedly k řadě nových otázek, na něž mohl nalézt odpověď pouze ještě větší dalekohled. • G.E.Hale s kolegy se pustil do shánění prostředků na nový dalekohled o průměru 200 palců. • V roce 1928 obdržel příslib na 6 miliónů dolarů, z nichž byl 5m dalekohled postupně postaven.

13. Nejslavnější dalekohled • Pro nový dalekohled byla vybrána hora Mt.Palomar v Kalifornii, vysoká 1706m. • Průměr 200 palců (5,08m) vedl ke konstrukci nového žebrovaného zrcadla namísto plného disku. Žebrování snižuje hmotnost zrcadla a urychluje jeho tepelné vyrovnání. • Zrcadlo bylo odlito z 20 tun nízkoroztažného pyrexu v roce 1934. Dva měsíce bylo udržováno roztavené a poté bylo 10 měsíců chlazeno.

14. 5-m na Mt. Palomaru • Dalekohled byl dokončen v roce 1948. • Hmotnost pohyblivých částí je 530 tun. • Dalekohled kryje kopule o průměru 41 m, vážící 1000 tun. • Tubus má průměr 6,5m a délku 18m. • Pozorovatel pracující v primárním ohnisku sedí přímo v konstrukci dalekohledu.

15. Podkovová montáž

16. Převratná konstrukce tubusu

17. Serrurierův tubus jepoužíván dodnes • 65 cm dalekohled v Ondřejově používá stejně jako tisíce dalších dalekohledů stejné konstrukce tubusu. Tato konstrukce zajišťuje zachování polohy zrcadel a detektorů i při průhybu nosných tyčí.

18. Bolšoj Těleskop Azimutalnyj • Až po r. 1976 je na Kavkaze u stanice Zelenčukskaja postaven dalekohled o průměru 6m – BTA. • BTA zahájil éru azimutálních montáží velkých dalekohledů. • Jeho optická kvalita je ale velmi špatná. První zrcadlo nebylo vůbec použitelné, druhé zrcadlo pracovalo jen zacloněné na průměr 4m. • Umístění BTA na místě se špatnými klimatickými podmínkami (musel být na území SSSR) mu rovněž neprospělo. • BTA byl tedy největší jen tabulkově, Mt.Palomar stále zůstával nejvýkonnějším přístrojem.

19. Je průměr 5 metrů nepřekonatelná hranice? • Ačkoliv to nebylo žádným tajemstvím, příliš se nerozhlašovalo, že kvalita obrazu 5m dalekohledu není zcela ideální. • Obrovské technické potíže při stavbě palomarského dalekohledu a neúspěch BTA vedly mnohé odborníky k názoru, že 5m je technická hranice, za kterou nelze jít. • Primát 5m dalekohledu byl překonán až v roce 1991, kdy byl na hoře Mauna Kea na Hawaji uveden do provozu Keckův dalekohled o průměru 9,8m.

20. Zbytek světa jen těžko dohání • Keckův dalekohled představoval první skutečný průlom ve výkonu pozorovací techniky po více jak 40 letech. • Keck by ale nevznikl, kdyby na celém světě nebyly vyvíjeny další velké dalekohledy, sice menší než 5m, ale testující moderní technologie stavby velkých astronomických přístrojů.

21. Další velké dalekohledy • Na hoře Kitt Peak v Arizoně, USA, je roku 1973 dokončen dalekohled Mayall se zrcadlem o průměru 3,8m. • Na hoře Siding Spring v Austrálii vzniká roku 1974 první velký dalekohled na jižní polokouli — 3,9m Anglo-Australian Telescope. • Evropská jižní observatoř (ESO) dokončila roku 1977 3,6m dalekohled na hoře La Silla v Chile.

22. První velký dalekohled na hoře Mauna Kea na Hawaii je 3,6m Kanadsko-francouzsko-havajský dalekohled z roku 1979. • Ve Španělsku na hoře Calar Alto je roku 1984 dokončen dalekohled se zrcadlem 3,5 m. • O sovětském 6m BTA jsme se již zmiňovali. Pres všechny potíže přinesl BTA jeden revoluční koncept — odboural mechanicky náročné rovníkové montáže a nahradil je počítačem řízenou azimutální montáží. • V roce 1976 následuje 4m dalekohled Inter – American Observatory na hoře Cerro Tololo v Chile.

23. V roce 1976 je postaven 4m dalekohled Inter – American Observatory na hoře Cerro Tololo v Chile. • Až v roce 1987 je na Kanárských ostrovech na hoře La Palma postaven William Herschel Telescope se zrcadlem 4,2m, který má také azimutální montáž. • V roce 1989 je na observatoři ESO v La Silla v Chile postaven 3,5m NTT (New Technology Telescope). Technologickým převratem u NTT je tzv. aktivní zrcadlo, podepřené 78 akčními členy, které neustále korigují tvar zrcadla a bez ohledu na teplotní a rozdíly a deformace zrcadla i konstrukce dalekohledu mu dávají optimální tvar.

24. 2. Velké dalekohledy současnosti Pojem „velký dalekohled“ se neustále mění. Dalekohled na Mt. Palomaru dnes náleží k přístrojům střední třídy.

25. Keckův dalekohled • V roce 1991 byl uveden do provozu první dalekohled s průměrem primárního zrcadla 9,8m na hoře Mauna Kea na Hawai. • Po dokončení prvního přístroje byl postaven ještě jeden identický, nazvaný Keck II. • Stavbu financovala nadace W. M. Kecka celkovou sumou 140 miliónů dolarů.

26. Keckův dalekohled je první přístroj s primárním zrcadlem složeným ze 36 šestihranných segmentů. Řeší tím problém výroby velmi velkých homogenních zrcadel.

30. VLT (Very Large Telescope) • Evropská organizace pro astronomický výzkum (ESO – European Southern Observatory) provozovala na hoře La Silla v Chile hvězdárnu, kde od roku 1977 pracuje 3,6m dalekohled a od roku 1989 3,5m NTT. • Potřeba nového velkého přístroje vedla k projektu nové hvězdárny na hoře Cerro Paranal. Hlavními přístroji je čtveřice technologicky neobyčejně pokročilých dalekohledů s primárními zrcadly o průměru 8,2m.

31. Za 8 let vznikla na Cerro Paranal jedna z největších a nejmodernějších hvězdáren na zemi.

33. Podobně jako u NTT jsou dalekohledy VLT vybaveny aktivní optikou korigující tepelné a mechanické deformace zrcadla.

36. Gemini • Dvojice dalekohledů se zrcadly o průměru 8,1m. Cílem bylo vybudovat jeden dalekohled na severní polokouli, který by mohl pozorovat současně s identickým dalekohledem na jižní polokouli. • První dalekohled Gemini North na Mauna Kea na Hawaii byl dokončen v roce 1999. • Druhý blíženec Gemini South byl dokončen na hoře Cerro Pachón v Chile v roce 2001.

38. Kopule dalekohledů Gemini jsou vybaveny ventilačními štěrbinami.

40. Subaru • Japonský projekt dalekohledu o průměru 8,2m na Mauna Kea.

44. Infračervená kamera CCD kamera chlazená tekutým dusíkem

45. MMT telescope • Technologické problémy výroby velkých zrcadel se snažil vyřešit dalekohled MMT (Multiple-mirror Telescope) na hoře Mt.Hopkins v Arizoně, USA. • Dalekohled tvořilo 6 samostatných dalekohledů o průměru 1,8m. Ekvivalentní průměr měl být 4,5m, ale problémy se slučováním paprsků silně komplikovaly pozorování.

46. V roce 2000 bylo pro MMT vyrobeno jediné nové zrcadlo o průměru 6,5m (větší se do tubusu nevešlo). Název MMT ztratil původní význam (dalekohled již nemá více zrcadel), přesto ale zůstal zachován.

47. Magellan I a Magellan II • Na projektu Magellan spolupracují Carnegie Institution of Washington (OCIW), University of Arizona, Harvard University, University of Michigan a Massachusetts Institute of Technology (MIT). • Cílem je konstrukce dvou 6,5m dalekohledů na jižní polokouli, na hvězdárně Las Campanas, ve výšce 2660m v Andách v Chile. • První světlo zachytil dalekohled Magellan I, pojmenovaný Walter Baade telescope, dne 15. září 2000. • Magellan II pojmenovaný Landon Clay telescope má být uveden do provozu v roce 2002.

49. 3. Velké dalekohledy budoucnosti Průměr zrcadel se stále zvětšuje

50. GTC (Gran Telescopio Canaris) • Projekt španělského Instituto de Astrofísica de Canaris postavit na La Palma na Kanárských ostrovech dalekohled velmi podobný Keckovu dalekohledu (taktéž ze segmentovým zrcadlem složeným ze 36 šestihranných segmentů), ale s ekvivalentním průměrem 10,4m.