Hubbleův vesmírný dalekohled a jeho fotky v 4K: historii, technologii a dopady na poznání

V současnosti se koukáme na vzdálené vesmírné objekty z výšky bezmála 600 km nad zemským povrchem. Vesmírná astronomie se začala rozvíjet po druhé světové válce. V roce 1946 se vědcům podařilo díky přístrojům umístěným na trupu rakety pořídit první snímky Slunce v ultrafialovém spektru z výšky 88 km. Další úspěchy na sebe nedaly dlouho čekat. Velká Británie vypustila v rámci vesmírného programu Ariel v roce 1962 na oběžnou dráhu Země tzv. sluneční observatoř. Rok 1966 se zapsal do dějin vesmírného výzkumu a hlavně NASA vypuštěním historicky první „Orbitální astronomické observatoře (OAO)“. Jen o dva roky později v roce 1968 byl zahájen projekt na vývoj zrcadlového vesmírného dalekohledu, který byl znám po názvy Velký orbitální dalekohled nebo Velký vesmírný dalekohled. Po mnohých odkladech to už vypadalo, že se konečně podaří v roce 1986 vynést Hubbleův vesmírný dalekohled na oběžnou dráhu v rámci jednoho z letů raketoplánu Challenger, jehož první lednová mise byla naplánována na 28. ledna 1986. Bohužel ale došlo 73 vteřin po startu ke katastrofě, raketoplán explodoval a žádný ze sedmi členů posádky nepřežil. Americký vesmírný program byl zastaven a zbytek vesmírné flotily zůstal na několik let zavřený v hangáru. Stejně tak dopadl i vesmírný dalekohled. Byl uzavřen do čisté místnosti a pravidelně ošetřován dusíkem. Americký vesmírný program byl znovu obnoven v roce 1988. Hubbleův vesmírný dalekohled vynesl na oběžnou dráhu Země 24. V původním návrhu byla v rozpočtu celého projektu uvedena částka 400 milionů dolarů. Odhaduje se, že celkové výdaje USA činí dnes něco mezi 4,5 až 6 miliardami dolarů. Dalekohled umožňuje pořizovat fotografie vesmíru ve velmi vysokém rozlišení bez zastínění zemskou atmosférou. Vědci díky němu získávají data a podklady, které jim pomáhají porozumět základním problémům a principům astrofyziky. Za zvláště cenné se pokládají snímky tzv. Hubbleův vesmírný dalekohled je zařazen do systému tzv. Velkých kosmických laboratoří, které spravuje a řídí americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA).

V prosinci 2021 byl na oběžnou dráhu vypuštěn Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), který je primárně určen ke zkoumání vesmíru v infračervené oblasti spektra. Na jeho vývoji a konstrukci se vedle NASA podíleli i další organizace včetně Evropské kosmické agentury (ESA) a Kanadské kosmické agentury (CSA). Riccardo Giacconi, první ředitel STScI, v roce 1986 oznámil, že přenechá malou část tzv. Ředitelského času (Director's Discretionary (DD) Time) tvořícího asi 10 % z celkové pracovní doby dalekohledu, i amatérským vědeckým projektům a pozorováním. Zájem byl obrovský. Podané projekty posuzovala odborná komise, která schválila pouze ty, které měly prokazatelně vědecký přínos a nebyly kopií plánovaných vědeckých pozorování. Čas na pozorování dostalo celkem 13 amatérů, kteří své záměry realizovali v letech 1990-1997. Co bude s dalekohledem dál, je předmětem vleklých vědeckých diskusí. Poslední servisní misi zajistil raketoplán Atlantis v květnu 2009 v rámci mise STS-125. Jednalo se zároveň o poslední let raketoplánu programu Space Shuttle. Podle všeho se s dalšími servisními lety k dalekohledu již nepočítá. Je tedy pravděpodobné, že do konce desetiletí selžou stabilizační setrvačníky a fotovoltaické články a dalekohled přestane pracovat a později shoří v hustých vrstvách atmosféry.

Houston - Největší teleskop, který opustil Zemi, obíhá planetu již čtvrt století. Hubbleův vesmírný teleskop (Hubble Space Telescope) na oběžnou dráhu vynesl 24. dubna 1990 raketoplán Discovery. Díky dalekohledu mohli vědci potvrdit existenci temné hmoty a také upřesnit stáří vesmíru. Přístroj, který vyrobili vědci z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) a Evropské vesmírné agentury (ESA) a je pojmenován po americkém astronomovi Edwinu Hubbleovi, pracuje ve vesmíru dodnes. Edwin Hubble proslul jako tvůrce klasifikačního diagramu galaxií. Téměř čtyřicet let po jeho smrti použil americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA) Hubbleovo jméno pro teleskop, který chtěl poslat na orbitu, aby pomohl astronomům s výzkumem vzdálených oblastí vesmíru. Když se dnes řekne Hubble, zdaleka již není jasné, že je řeč o Edwinovi - neméně pravděpodobné je, že se hovoří o HST.

Teleskop obíhá zhruba v 600 kilometrové výšce, tedy 170 kilometrů nad Mezinárodní vesmírnou stanicí. Vůči zemi se pohybuje rychlostí 8 km/s, oběh dokončí každých 96 minut. Za čtvrt století existence (pracuje ale až od roku 1994) pomohl prokázat existenci temné hmoty a energie, supermasivních černých děr, upřesnit stáří vesmíru na 13,5 miliardy let a objevit nejstarší galaxie zrozené necelou miliardu let po vzniku vesmíru. Snímky z HST také potvrdily existenci planetárních systémů u jiných hvězd či zachytily bombardování Jupiteru kometami.

Hubbleův vesmírný dalekohled putuje vesmírem už od roku 1990, přesně 24. dubna ho na oběžnou dráhu Země vynesl raketoplán Discovery. Teleskop obdržel proslulé snímky, jako například Sloupy stvoření a další slavné záběry, které se zapsaly do historie astrofotografie. Fotografická díla dalekohledu často ukazují nejen krásu vesmíru, ale iUnderlying gravitační jevy a cosmické procesy. Například fotografie Orlí mlhoviny nazvaná Sloupy stvoření z roku 1995 zná snad každý a zůstává symbolem Hubbleova vlivu na popularizaci astronomie. Fotografie galaktické kupy Abell 370 a další snímky z HST pomáhají studovat gravitační čočky a temnou hmotu díky zesílenému a rozdvojenému světlu.

Hubbleův vesmírný dalekohled patří k nejznámějším umělcům světa a jeho sny o poslání na orbitu pokračovaly až do roku 1990, kdy byl uveden do provozu. Mezinárodní tým astronomů zabývající se analýzou dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu a jiných teleskopů nedávno narazil na fotografii galaktické kupy Abell 370 z let 2010-2016, ve které objevil velice vzácný jev. Hubbleův teleskop zachytil tři etapy vyvíjející se supernovy, které většinou trvají v řádech hodin až dnů. Jde o velice krátkou část velkého kolapsu hvězdy odehrávajícího se před explozí. Světlo z fází probíhajících v odlišných časových obdobích doletělo do přesné optiky Hubbleova vesmírného dalekohledu naráz díky gravitační čočce, která světlo rozdělila, zjasnila a zajistila pro něj různě dlouhé trasy. Velikost umírající hvězdy byla podle jasnosti a rychlosti chladnutí supernovy až 500× větší než Slunce. Zajímavá je také teplota supernovy, která postupně klesala, což lze jasně vidět na barevném panelu D, kde červená barva reprezentuje chladnější etapy a modrá ty teplejší. Samotná kupa je vzdálená 5 miliard světelných let od Země a je známá velkou četností tzv. gravitačních čoček, které předpověděl Albert Einstein ve své všeobecné teorii relativity. Čočky fungují, jak už z názvu vyplývá, díky gravitaci hmotného objektu, v tomto případě jde o galaxii, která svou obrovskou gravitací ohýbá a značně zesiluje světlo pocházející z objektu za ní. S pomocí gravitačních čoček jsme schopni lépe pozorovat vzdálené objekty.

Hubbleův dalekohled tedy pokračuje v přinášení vizuálních i vědeckých průlomů. Vzhledem k jeho věku a technickým limitům se očekává, že jeho provoz bude nakonec ukončen v nadcházejících letech, a následně shoří v hustých vrstvách atmosféry, pokud nebude nalezeno řešení pro servisní mise. Teď však jeho záběry zůstávají cenným zdrojem pro studium vesmíru a inspiraci pro budoucí generace astronomů a veřejnosti po celém světě.

tags: #hubbleuv #teleskop #fotky #4k