Dalekohledy VLT mohou pracovat jako jeden teleskop o průměru 16 metrů

Přístrojem ESPRESSO poprvé prošlo světlo ze všech hlavních dalekohledů VLT najednou

Jedním z hlavních požadavků původního návrhu systému ESO/VLT (Very Large Telescope) byla schopnost čtyř hlavních dalekohledů (UT, Unit Telescope) pracovat jako jeden obří teleskop. Tohoto cíle se nyní podařilo dosáhnout pomocí spektrografu ESPRESSO, který poprvé umožnil použít takzvaný ‚four-Unit-Telescope mode‘, kdy je do jednoho přístroje přivedeno světlo ze všech čtyř hlavních dalekohledů [1].

Po pečlivých a náročných přípravách, které provedli pracovníci konsorcia ESPRESSO (vedeného Astronomical Observatory of the University of Geneva, ve spolupráci s dalšími výzkumnými středisky v Itálii, Portugalsku, Španělsku a Švýcarsku) a ESO, zahájil toto historické pozorování osobně generální ředitel ESO Xavier Barcons pomyslným stisknutím knoflíku v kontrolní místnosti.

Gaspare Lo Curto, vědecký pracovník týmu ESO pracující s přístrojem ESPRESSO, vysvětluje význam této události. „ESO se konečně podařilo realizovat sen, jehož historie sahá až do 80. let 20. století, do období, kdy byla připravována celá koncepce systému VLT. Tím snem bylo přivést do jediného přístroje světlo ze všech čtyř hlavních dalekohledů stojících na Cerro Parana!“

Když se světlo získané čtyřmi dalekohledy VLT s primárními zrcadly o průměru 8,2 m přivede do jednoho přístroje, začne VLT efektivně pracovat jako optický teleskop s největší sběrnou plochou na světě.

Takto pracující spektrograf ESPRESSO má dva hlavní úkoly. Prvním z nich je objevování a zkoumání Zemi podobných extrasolárních planet. Druhým je pak pátrání po proměnnosti hodnot základních fyzikálních konstant ve vesmíru, a to pomocí experimentů, které vyžadují pozorování velmi slabých objektů – vzdálených kvasarů. A právě pro tyto účely bude kombinace světla ze všech čtyř dalekohledů VLT v přístroji ESPRESSO nejpřínosnější.  V obou případech vědci budou spoléhat na mimořádnou stabilitu přístroje i použitého referenčního světelného zdroje.

Vzhledem ke složitosti celého procesu nebyla kombinace světla ze všech čtyř hlavních dalekohledů VLT metodou “incoherent focus” dosud využívána. Ale prostor pro její aplikaci byl od počátku připraven jak na straně dalekohledů, tak v podzemním komplexu observatoře Paranal. [2]

Systém zrcadel, hranolů a čoček dopravuje světlo ze všech hlavních dalekohledů VLT do spektrografu ESPRESSO až na vzdálenost 69 m. Díky tomuto komplikovanému optickému řešení je ESPRESSO schopen přijímat světlo nejen ze všech dalekohledů VLT najednou (a zvýšit tak množství záření dostupného k analýze), ale může pracovat i s každým dalekohledem zvlášť, což přináší flexibilitu při využívání pozorovacího času. Spektrograf ESPRESSO byl speciálně navržen a postaven, aby tuto složitou infrastrukturu využíval.

Světlo ze všech čtyř hlavních dalekohledů VLT se běžně setkává v interferometru VLTI (VLT Interferometer), který slouží ke studiu těch nejjemnějších detailů u relativně jasných objektů. V případě interferometrie jsou však kombinovány koherentní paprsky světla, a tato metoda proto není schopna plně využít potenciál obrovské sběrné plochy společně pracujících dalekohledů pro pozorování slabých objektů [3].

Paolo Molaro, vědecký pracovník projektu, upozorňuje: „Tento působivý milník je výsledkem mnohaleté práce rozsáhlého týmu vědců a inženýrů. Je to úžasné vidět ESPRESSO spolupracovat se všemi čtyřmi hlavními dalekohledy. Už se nemůžu dočkat vzrušujících vědeckých výsledků.“

Přivedení paprsků ze všech dalekohledů do jednoho přístroje astronomům přinese informace, které dosud k dispozici neměli. Nové zařízení zcela změní astronomický výzkum využívající spektrografy s vysokým rozlišením. Implementuje nové koncepce, jako je třeba kalibrace vlnové délky pomocí laserového frekvenčního hřebenu (laser frequency comb), která umožňuje dosáhnout bezprecedentní přesnosti i opakovatelnosti a nyní nabízí i mimořádnou sběrnou plochu spolupracující čtveřice hlavních dalekohledů systému VLT [4].

„Spektrograf ESPRESSO spolupracující se čtyřmi hlavními dalekohledy systému VLT nám umožňuje okusit, čeho budou za pár let schopny teleskopy příští generace, jako třeba ELT - Extremely Large Telescope,“ dodává Xavier Barcons, generální ředitel ESO.

Poznámky

[1] Spektrograf nové generace ESPRESSO provedl svá první pozorování (eso1739) 6. prosince 2017, při nich však využíval pouze jeden z hlavních dalekohledů VLT.

[2] Nekoherentní v tomto smyslu znamená, že světlo ze čtyř dalekohledů je pouze sečteno a nebere se v úvahu údaj o fázi, jako je tomu v případě interferometrických pozorování pomocí VLTI.

[3] Nový způsob kombinace nekoherentních paprsků světla umožňuje získat stejné množství záření jako dalekohled o průměru zhruba 16 m. Úhlové rozlišení však zůstává stejné, jako u dalekohledu s průměrem 8,2 m. Na rozdíl od interferometru, kde se rozlišení zvyšuje a získáme tak virtuální teleskop o průměru odpovídajícím největší vzdálenosti mezi jednotlivými dalekohledy.

[4] Systém kalibrace vlnových délek “AstroComb” je založen na principu laserového frekvenčního hřebenu (laser frequency comb) a byl vyvinut i postaven firmou Menlo Systems GmbH (Martinsried, Německo).

Další informace

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy, která v současnosti provozuje jedny z nejproduktivnějších pozemních astronomických observatoří světa. ESO podporuje celkem 16 zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a hostící stát Chile. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a také dva další přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem na světě, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko Paranalu v oblasti Cero Armazones staví ESO nový dalekohled ELT (Extremely Large Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• první světlo pro ESPRESSO
• stránka přístroje ESPRESSO
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Francesco Pepe; University of Geneva; Geneva, Switzerland; Email: Francesco.Pepe@unige.ch

Stefano Cristiani; INAF–Osservatorio Astronomico di Trieste; Trieste, Italy; Email: cristiani@oats.inaf.it

Nuno Santos; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço and Universidade do Porto; Porto, Portugal; Email: Nuno.Santos@astro.up.pt

Rafael Rebolo; Instituto de Astrofísica de Canarias; Tenerife, Spain; Email: rrl@iac.es

Gaspare Lo Curto; ESO; Garching, Germany; Email: glocurto@eso.org

Antonio Manescau; ESO; Garching, Germany; Email: amanesca@eso.org

Florian Kerber; ESO; Garching bei München, Germany; Email: fkerber@eso.org

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Tisková zpráva ESO1806