Rozhovor: Petr Kulhánek - družice GLAST
Zkratka znamená Gamma-ray Large Area Space Telescope, což je velký dalekohled pro záření gama. Je to další z několika rentgenových a gama observatoří, které jsou na oběžné dráze a měl by nahradit dosloužilý Compton. Ten měl energetické maximum kolem 30 GeV. GLAST jde mnohem dále, až do 300 GeV. V tuto chvíli to bude přístroj pro naprosto nejtvrdší záření gama, které je asi miliardkrát energetičtější než optické záření.
Proč je pro nás gama záření důležité a jaké má vlnové délky?
Gama záření je pro nás velmi důležité z hlediska vysoce energetických procesů ve vesmíru, při kterých vzniká. U gama záření se většinou už nehovoří o vlnových délkách, ale o energiích v gigaelektronvoltech. Kdybychom přesto chtěli zůstat u vlnových délek, je to záření výrazně kratší než viditelné světlo. S tím souvisí, že má obrovskou energii. K procesům, při kterých se uvolňuje záření gama, dochází za extrémně vysokých teplot - desítek, stovek milionů Kelvinů. K uvolňování záření gama dochází v okolí černých děr, na které dopadá plyn. Ten se tře, zahřívá se a potom září právě v oboru gama. Dalším zdrojem gama záření jsou závěrečné fáze vývoje hvězd, kdy se velmi hmotná hvězda může hroutit na černou díru nebo kdy kompaktní dvojice hvězd splývá na černou díru. Také výtrysky černých děr. Je to celá řada procesů, které jsou pro fyziku nesmírně cenné, protože na Zemi si je připravit nemůžeme. Vesmír nám je připravuje sám od sebe a my můžeme zkoumat procesy laboratorně naprosto nedostupné.
Ano, je to přesně tak. Těmto družicím se už neříká dalekohledy, ale observatoře. Ona je to skutečně observatoř - gama observatoř. Někdy se jim také říká "gama dalekohled", ale to není přesné. Pod pojmem dalekohled si téměř vždy představujeme zrcadlo, na které dopadá světelné záření a je fokusováno do okuláru. Tady nic takového možné není. Gama záření je tak tvrdě energetické, že by běžným zrcadlem prošlo. Detektory pro gama záření jsou úplně jiné. Konkrétně na GLASTu je 16 vrstev wolframu, které záření zachytí, a pak jsou tam různé scintilační detektory. Mechanizmus je tedy poněkud jiný než má běžný dalekohled, ale přesto je výsledek stejný - dokážeme zachytit záření a zjistit, ze kterého směru k nám přišlo.
Jedním z cílů GLASTu bude sledování tzv. gama záblesků, což je záhadný jev, ke kterému dochází v dalekém vesmíru. Co jsou to gama záblesky?
Gama záblesky známe relativně dlouho. Byly objeveny na konci 60. let soustavou družic Vela, které umístily Spojené státy na oběžnou dráhu kolem Země. Tyto družice měly jediný úkol - monitorovat Sovětský svaz, zda nečiní jaderné pokusy. Družicemi byl pozorován zhruba jeden záblesk gama denně. To ovšem neznamenalo, že by si Sověti každý den provedli jednu termojadernou explozi. Ukázalo se, že jde o záblesky z vesmíru. Zpočátku se vše tajilo, protože to byl vojenský výzkum a ke zveřejnění došlo až v roce 1973. Tehdy nastal zrod gama záblesků pro odbornou veřejnost a začátek jejich zkoumání. Zpočátku vznikly velké rozpaky. Gama záblesky jsou velice krátké, některé trvají necelou sekundu, jiné jdou přes sekundu, ale žádné netrvají nikdy více než několik sekund. V takto krátkém okamžiku se uvolní obrovské množství energie a dlouho nebyl znám princip. Dneska víme, že gama záblesků je několik typů. Známe mechanizmus čtyř z nich, ale budou další. Prvním z těch známých mechanizmů je spojení dvou kompaktních objektů, například dvou neutronových hvězd, které kolem sebe rotují. V závěrečné fázi rotace splynou na černou díru a vznikne gama záblesk, který je velice krátký, asi do jedné sekundy. Jiným mechanizmem je vznik černé díry v závěrečných fázích života velmi hmotných hvězd, při jejich kolapsu a zhroucení. Tyto záblesky jsou zpravidla delší než 2 sekundy, říká se jim dlouhé gama záblesky. Třetím typem jsou gama záblesky z magnetarů, kterým se říká soft gama repeater. Jde o opakující se záblesky z neutronových hvězd, které mají extrémně silné magnetické pole - až tisíc miliard Tesla. To dělá na jejich povrchu jakousi kůru z magnetických siločar a elektronů, která praská. Přitom dochází k přepólování silokřivek, k uvolňování energie a k opakovaným gama zábleskům. Poslední, čtvrtý typ, je z poslední doby a je velice zajímavý. Objevily se gama záblesky i v zemské atmosféře. Ty jsou méně energetické a vznikají zatím neznámým mechanizmem při bouřkách.
Určitou dobu trvá, než se data zpracují. Je jich velké kvantum a výsledek na sebe často nechá čekat. Kdy budou k dispozici první analýzy z observatoře?
První výsledky se dají očekávat do půl roku. Samozřejmě, že objev gama záblesku je otázka týdnů, ale analýza naměřených dat a podrobný výzkum bude probíhat asi půl roku.
Rozhovor vysílala stanice ČRo Leonardo v pořadu Nebeský cestopis v sobotu 14. června 2008. Zvukový záznam jako mp3 najdete v archivu rozhlasu. Rozhovor přepsala Věra Bartáková.
