ALMA
Pátrání po našich kosmických kořenech
Na pusté náhorní plošině Chajnantor v chilských Andách
V jednou z nejdrsnějších míst na Zemi.
Obklopena vulkány ...
pouští ...
vystavena ostrým větrům ...
je připravena ALMA – Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array.
Astronomové a vědci z celé zeměkoule
netrpělivě čekali na tento okamžik celá desetiletí.
ALMA je největší astronomický projekt světa.
Není to však klasický dalekohled.
Namísto soustřeďování a analýzy viditelného světla
sleduje jiné, dosud většinou nezmapované části spektra.
Díky otevření nového okna do vesmíru
může ALMA zkoumat jedno z posledních neznámých astronomických území – chladný a vzdálený vesmír,
aby hledala odpovědi na základní otázky týkající se našich kosmických kořenů.
Jak vznikají hvězdy a planety?
Jak se vytvořily první galaxie?
Náhorní plošina Chajnantor na severu Chile.
Navzdory výšce 5000 metrů nad mořem, která - doslova! - bere dech,
ALMA úspěšně vyrostla.
Během posledních několika let
bylo na pouštní planinu instalováno více než 50 antén.
ALMA je jedinečný obří teleskop vybudovaný v partnerství
mezi Evropu, severní Amerikou a východní Asií a ve spolupráci s Chile.
Soustava 66 nejmodernějších antén bude pozorovat vesmír
v milimetrových a submilimetrových vlnových délkách
- tisíckrát delších než má viditelné světlo.
Toto záření k nám vysílají jedny z nejchladnějších
a nejvzdálenějších objektů ve vesmíru.
Vodní pára v atmosféře tento
slabý šum neviditelného vesmíru nepropouští.
Chceme-li jej přijímat, musíme najít nějaké extrémně vysoko položené a suché místo
– jako je Chajnantor.
Zrození projektu ALMA
Počátky projektu ALMA se datují do doby před desítkami let.
Vědci z Evropy, severní Ameriky a východní Asie
vytvořili tři nezávislé koncepce nových velkých teleskopů
pro pozorování v milimetrovém a submilimetrovém oboru.
Nakonec byly tyto koncepce sloučeny dohromady.
Velká věda vyžaduje velkou globální spolupráci.
Společně mohou jednotlivé země dosáhnout toho, co by samy nedokázaly.
Celek je větší než součet jeho částí.
Zrodil se projekt ALMA!
Hledání správného místa
Nový teleskop potřeboval svůj domov
a oči všech se obrátily na Chajnantor.
Všechny aspekty stanoviště, od astronomických po meteorologické,
byly důkladně testovány, atmosféra byla monitorována denně.
Závěr: Chajnantor je pro observatoř ALMA ideální místo.
Základní kámen
Stavba začala v roce 2003 položením základního kamene
na tzv. Operačním stanovišti ALMA.
Podmínky jsou tady ve výšce 5000 metrů nad mořem
drsné a hodně náročné.
Ostré větry.
Nízké teploty.
Intenzivní UV záření.
A nesmírně řídký vzduch.
Tak řídký, že lidé potřebují podpůrný kyslík
a musí podstupovat přísné zdravotní testy.
Konstrukce strojů
Na výrobě antén se podílí
tři partneři projektu ALMA.
Tři prototypy byly vyzkoušeny na testovacím pracovišti
na observatoři VLA v USA.
66 antén na náhorní plošině představuje klíčovou část projektu ALMA.
Jejich velké paraboly zachycují slabé milimetrové vlny přicházející z kosmu.
Antény představují skutečnou současnou špičku.
Nerovnosti na jejich přesném povrchu jsou mnohem menší než tloušťka listu papíru.
Jejich pohyb je tak přesný, že zaměří golfový míček na vzdálenost 15 km.
A musí snést podmínky, jimž je vystavuje Chajnantor!
Evropská jižní observatoř dodala 25 antén,
dalších 25 dodala americká Národní radioastronomická observatoř
a 16 Japonská národní astronomická observatoř.
Je to skutečně globální úsilí,
části antén byly vyráběny v rozličných částech světa,
dopraveny ke kompletaci v Chile
a poté testovány ve Středisku operační podpory
aby byly připraveny na první pozorování oblohy.
První spojení
Krátce po otestování a přijetí první antény ALMA
byly mezi sebou propojeny dvě antény.
Detektory každé z antén zaznamenávají nejjemnější nuance
ve slabém signálu zachyceném parabolami.
Jde o nejcitlivější detektory tohoto druhu.
Jsou chlazeny héliem na teplotu
pouhých 4 stupňů nad absolutní nulou.
Dobytí nových výšek
První zkompletovaná anténa právě stoupá
na Operační stanoviště ALMA.
Dva speciálně zkonstruované transportéry - Otto a Lore -
stěhují stotunové antény tam a zpět.
Otto opatrně stoupá serpentinami silnice
a dopravuje hi-tech anténu
do jejího nového domova na náhorní plošině,
První anténu brzy následovaly další.
Překonaná očekávání
První pozorování s využitím dvou a poté tří
antén společně
představovala pro soustavu ALMA klíčový test.
A všechny prošly bez ztráty kytičky!
Milimetrové a submilimetrové vlny
poskytují astronomům jedinečné okno do vesmíru.
Ale zobrazit je s ostrostí, jakou astronomové potřebují,
by vyžadovalo parabolickou anténu o průměru
několika kilometrů. A takovou nelze postavit!
ALMA namísto toho využívá 66 antén,
jež mohou být rozmístěny na náhorní plošině
ve vzájemných vzdálenostech až 16 kilometrů.
Antény jsou propojeny a jejich signál se skládá dohromady.
Výsledek: obří dalekohled velký jako celá soustava,
s nevídanou citlivostí a rozlišovací schopností.
Tyto vzájemně propojené signály činí srozumitelnými
nejvýše položený superpočítač na světě.
Má 134 miliónů procesorů
a pracuje rychlostí 17 biliard operací za sekundu
- srovnatelnou s nejrychlejšími superpočítači světa.
Tento tzv. ALMA korelátor na Chajnantoru
kombinuje a porovnává signály od každé z antén.
Spolu s anténami přibývajícími na plošině Chajnantor
rostlo také Středisko operační podpory, řídící centrum observatoře,
které se nachází v poněkud snesitelnější nadmořské výšce 2900 m.
Tady je rušno 24 hodin denně.
Řídí se odsud práce teleskopu,
testují a opravují se tady antény a další zařízení
Je tu také domov pro personál observatoře, jenž se střídá
během denních a nočních směn na observatoři.
Centrum v Santiagu
V hlavním městě hostitelské země Chile
bylo zřízeno Centrum projektu ALMA.
Pracují zde technici, vědci a administrativní
personál observatoře ALMA.
Osvědčení kvality
Ještě před dokončením stavby
začala první vědecká pozorování
pomocí části antén soustavy.
ALMA otevřela oči!
Tisíce vědců z celého světa
se snažily být mezi hrstkou prvních šťastlivců pracující na observatoři.
Už s pouhými 16 anténami
byla ALMA nejvýkonnějším teleskopem tohoto druhu.
První vědecká pozorování dokonale splnila všechna očekávání.
Galaxie Tykadla,
dvojice kolidujících galaxií podivuhodně deformovaných tvarů.
Viditelné světlo nám v galaxiích ukáže hvězdy,
ale ALMA odhalí oblaka chladného hustého plynu
z nějž se rodí nové hvězdy.
Jádro pozoruhodné galaxie Centaurus A.
ALMA proniká skrz neprůhledné prachové pásy, jež zakrývají její centrum.
Pohled na blízkou hvězdu Fomalhaut pomáhá napovědět
jak se rodí a vyvíjejí planetární soustavy.
Zrnka prachu objevená v okolí hnědého trpaslíka
naznačují, že kamenné planety
by mohly být ve vesmíru četnější než jsme se domnívali.
Molekuly cukrů poprvé zaznamenané v okolí
mladé hvězdy podobné Slunci:
stavební kameny života na správném místě ve správný čas,
aby se mohly stát součástí nových planet.
Překvapivý spirální útvar v látce obklopující starou hvězdu R Sculptoris
poodhalil tajemství umírající hvězdy.
Široké proudy plynu
táhnoucí se přes dutinu
v disku obklopujícím mladou hvězdu.
Důležité stadium zrodu obřích planet
pozorované vůbec poprvé.
A to všechno ještě před plným dokončením soustavy!
Vstříc novým obzorům
Inaugurace observatoře ALMA je oslavou dosažení dospělosti.
Cesta byla dlouhá.
ALMA vyrostla z myšlenky
přes konstrukční projekt
k plně funkční observatoři
a k opravdu globálnímu vědeckému partnerství.
V tiché a liduprázdné kráse chilské poušti Atacama
je ALMA připravena k budoucím výzvám.
Díky tomuto podivuhodnému přístroji budou moci
astronomové z celého světa odhalovat
hluboce ukrytá tajemství kosmu.
Pátrání po našich kosmických kořenech!
ALMA
Všem, jež zvídavost nutí klást ty největší otázky
Text titulků ESO; překlad Jan Veselý - Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové