Jak zastavit mihotání hvězd
11. 11. 2011
Pokud se zadíváte na noční oblohu, uvidíte, že se hvězdy mihotají. Tento jev způsobují turbulence atmosféry Země. Procházející světlo naráží na vrstvy vzduchu s různou teplotou, světlo se odlišně ohýbá a tak vznikají deformace. Mihotání je sice krásné a romantické, ale pro vědce představuje problém. Musí se ho zbavit. Jednou z možností je odrazit světlo od zrcadla, které je deformované přesně tak, aby vlnění atmosféry anulovalo. A tomu napomůže právě umělá hvězda vytvořená laserem.
Lidová
observatoř v Algäu leží v malebné krajině na jihu Německa. Nastává noc a
tým vědců připravuje zkoušku skvělého zařízení. Jedná se o laserovou jednotku
pro vytvoření pomocné hvězdy. Po otestování bude odeslána na Evropskou jižní
observatoř v Chile, kde bude sloužit na špičkovém Velmi velkém
dalekohledu. K čemu je však laserová hvězda dobrá?
Pokud se zadíváte na noční oblohu, uvidíte, že se hvězdy mihotají. Tento jev způsobují turbulence atmosféry Země. Procházející světlo naráží na vrstvy vzduchu s různou teplotou, které světlo odlišně ohýbají a způsobují deformace. Chvění vzduchu můžete spatřit i za horkého bílého dne, když se zadíváte na vzdálenější objekt na horizontu.
Mihotání je sice krásné a romantické, ale pro vědce představuje problém. Musí se ho zbavit. Jednou z možností je odrazit světlo od zrcadla, které je deformované přesně tak, aby vlnění atmosféry anulovalo. Jak ale poznáme, jak zrcadlo deformovat? Specializovaný počítač u dalekohledu v Chile vybere jasnou hvězdu na obloze a její mihotání monitoruje několiksetkrát za vteřinu – z toho pak odvodí atmosférické podmínky. Poté posílá příkazy přístrojům, které zrcadlo dalekohledu ohýbají přesně tak, aby atmosférické turbulence vyrušily.
Jasná hvězda se však musí vyskytovat v oblasti oblohy, kterou astronomové zrovna pozorují. Pro mnohá pozorování ale v zorném poli dalekohledu žádná jasná hvězda není. Takže co teď? Vědci si vytvoří hvězdu vlastní! Devadesát kilometrů nad povrchem Země v horní části atmosféry se nachází tenká vrstva sodíku. Mocný laserový paprsek v ní vyvolá záření atomů sodíku a tak vytvoří umělou hvězdu, na kterou se může počítač zaměřit.
První takové zařízení bylo instalováno v roce 2006 na Velmi velkém dalekohledu v Chile. Systém má však svoje meze. Vytváří jen jednu umělou hvězdu, takže v daný čas koriguje jen malou část oblohy. Instalace o výkonu pěti wattů je také velmi rozměrná – musí být umístěna v oddělené laboratoři. Laserový paprsek se pak k dalekohledu přivádí optickým vláknem.
Na základě zkušeností s prvním systémem technici Evropské jižní observatoře nyní postavili mnohem menší a výkonnější jednotku. Tento dvacetiwattový laser lze připojit přímo na dalekohled. Nové zařízení je také spolehlivější a lépe se udržuje. Navíc na jediný dalekohled se mohou instalovat až čtyři lasery, takže je možné korigovat mnohem širší zorné pole.
Laserová pomocná hvězda spolu s adaptivní optikou bude nezbytná i pro budoucí Evropský extrémně velký dalekohled. Teleskop bude ještě daleko větší než ty současné největší dalekohledy – a to znamená ostřejší obrázky ze vzdálenějších oblastí vesmíru. A právě takováto zařízení značně přispějí k novým objevům budoucnosti.
Evropská příroda při testech laseru vědcům zároveň připomněla, proč jsou dalekohledy umístěné v severním Chile a nikoli zde v jižním Německu. Na poušti Atacama se bouřky prostě nevyskytují.
Autor: Šárka Speváková