První světlo pro budoucího průzkumníka černých děr

Tisková zpráva Evropské jižní observatoře 01/2016

Úspěšné testy přístroje GRAVITY pro interferometr VLTI

Zařízení GRAVITY kombinuje světelné paprsky získané více dalekohledy a s pomocí interferometrie (interferometry) tak vytvoří virtuální teleskop s rozlišením odpovídajícím průměru až 200 metrů. To astronomům umožňuje zkoumat mnohem jemnější detaily vzdálených kosmických objektů, než je možné s běžnými dalekohledy.

Od léta 2015 instaloval Frank Eisenhauer (MPE, Garching, Německo) s mezinárodním týmem kolegů celé nové zařízení do speciálně upravených tunelů na observatoři ESO/Paranal v Chile [1] vedoucích pod dalekohledem VLT (Very Large Telescope). Jedná se o první fázi ověřovacího provozu přístroje GRAVITY ve spojení s interferometrem VLTI (Very Large Telescope Interferometer). Nedávno se jim podařilo dosáhnout důležitého milníku: jejich zařízení bylo poprvé schopné zkombinovat světlo ze všech čtyř pomocných dalekohledů (Auxiliary Telescopes) systému VLT [2]

„Během testů zařízení GRAVITY bylo poprvé v historii interferometrických experimentů s viditelným světlem na dlouhé základně možné získat expozice o délce až několika minut, tedy 100krát delší než bylo dosud možné,“ vysvětluje Frank Eisenhauer. „Tím se díky GRAVITY otevírá možnost interferometrických pozorování mnohem slabších objektů a výrazně se posouvají dosud platné limity v citlivosti a přesnosti astronomie s vysokým úhlovým rozlišením.“ 

Během prvních pozorování členové týmu zaměřili dalekohledy na skupinu jasných mladých hvězd Trapez (Trapezium Cluster), nacházející se v samotném srdci oblasti s probíhajícím vývojem hvězd známé jako Velká mlhovina v Orionu (M 42). Již na základě těchto testovacích dat se podařilo učinit první objev: jedna ze složek této skupiny je dvojhvězda [3].  

Klíčem k tomuto úspěchu byla dostatečně dlouhá stabilizace virtuálního teleskopu s použitím světla referenční hvězdy, čímž bylo možné dosáhnout mnohem delší expozice pro zachycení slabšího objektu. A co je ještě důležitější, inženýrům se podařilo stabilizovat světelné paprsky ze všech čtyřech pomocných teleskopů najednou, což se dosud nikdy nepodařilo [3].   

Přístroj GRAVITY je schopen měřit pozice astronomických objektů na té nejjemnější úrovni a také provádět interferometrické zobrazování a spektroskopii [4]. Pokud by na povrchu Měsíce stále budova, GRAVITY by byl schopen ji rozeznat. Zobrazování s takto vysokým rozlišením má celou řadu aplikací, ale hlavním cílem do budoucna je studium okolí černých děr.

GRAVITY se bude podrobněji zaměřovat na děje v extrémně silných gravitačních polích nedaleko horizontu událostí superhmotné černé díry v centru naší Galaxie. Tím se také vysvětluje název celého zařízení. Jedná se o oblast, která je dominantně ovládána zákony Einsteinovy obecné teorie relativity (general relativity). Dále by přístroj měl být schopen pozorovat akreci hmoty a vznik jetů – tedy procesy, ke kterým dochází jednak v okolí nově vzniklých hvězd a také kolem superhmotných černých děr v centrech galaxií. Bude rovněž mimořádně užitečný při sledování pohybů složek dvojhvězd, exoplanet, disků kolem mladých hvězd a také při zobrazování povrchu jednotlivých hvězd. 

Dosud proběhlo testování přístroje GRAVITY ve spojení se čtveřicí pomocných teleskopů se zrcadly o průměru 1,8 m. První pozorování se čtyřmi hlavními dalekohledy systému VLT s primárními zrcadly o průměru 8,2 m je naplánováno na konec roku 2016.

Konsorcium institucí, které se podílely na vývoji zařízení GRAVITY, vede Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Garching, Německo). Dalšími partnery jsou:

• LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Meudon, Francie
• Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo
• 1. Physikalisches Institut, University of Cologne, Cologne, Německo
• IPAG, Université Grenoble Alpes/CNRS, Grenoble, Francie
• Centro Multidisciplinar de Astrofísica, CENTRA (SIM), Lisbon and Oporto, Portugalsko
• ESO, Garching, Německo

Poznámky

[1] Tunely interferometru VLTI a prostor pro kombinaci svazků prošly nedávno zásadní rekonstrukcí, byly přizpůsobeny přístroji GRAVITY a připraveny na instalaci dalších budoucích zařízení. 

[2] Přesnější by bylo označit tento krok jako ‚první interferenční obrazce‘, jelikož tím nejdůležitějším milníkem bylo dosažení kombinace světla z různých dalekohledů – čili došlo ke skládání paprsků, vznikly interferenční obrazce a ty byly zaznamenány.

[3] Nově objevená dvojhvězda nese označení Theta1 Orionis F a pozorování bylo provedeno s pomocí nedaleké jasnější hvězdy Theta1 Orionis C, která byla použita jako referenční.

[4] GRAVITY umožňuje měřit pozice objektů v řádu desítek úhlových mikrovteřein (microarcseconds) a zobrazování s rozlišením 4 úhlové milivteřiny (milliarcsecond).

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 E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope), který se stane „největším okem hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• Informacce o přístroji GRAVITY na stránkách Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
• Snímky dalekohledu VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

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

Markus Schoeller; ESO; Garching bei München, Germany; Email: mschoell@eso.org

Frank Eisenhauer; Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics; Garching bei München, Germany; Email: eisenhau@mpe.mpg.de

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 ESO1601