Mezinárodní tým astronomů zabývající se analyzováním dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST) a jiných teleskopů nedávno narazil na fotografii galaktické kupy Abell 370 z let 2010-2016, ve kterou objevil velice vzácný jev. Hubbleův vesmírný dalekohled 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 a jeho technické zákoutí
Hubbleův vesmírný dalekohled - přístroj, o kterém slyšel snad každý - byl na oběžné dráze již od roku 1990. Největší dalekohled na oběžné dráze kolem Země má průměr primárního zrcadla 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project, který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008.
HST umožňuje pořizovat fotografie vesmíru ve velmi vysokém rozlišení bez zastínění zemskou atmosférou. Za zvláště cenné se pokládají snímky z HST, které ukazují tzv. Hubbleův vesmírný dalekohled. Jeho historie začala po programu Apollo; NASA v té době navrhla, aby měl vesmírný dalekohled životnost alespoň 15 let. Když v roce 1986 došlo k nehodě Challengeru, projekt se rozběhl až po obnovení vesmírného programu.
Klíčové přístroje HST a jejich role
- WFPC2 - širokoúhlá planetární kamera s rozlišením 0,05″ a čtyřmi CCD maticemi; nahradila starší kameru při první servisní misi v roce 1993.
- ACS - Advanced Camera for Surveys, ostřejší obraz, širší zorné pole a větší rozsah vlnových délek; nainstalována při třetí servisní misi v 2002; v roce 2007 kamera selhala, oprava byla provedena při čtvrté servisní misi v 2009.
- NICMOS - Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph, infračervená kamera pro blízké IR, chlazená na 77 K; instalována 1997, následně znovu vychlazena.
- STIS - Space Telescope Imaging Spectrograph, univerzální spektrograf od UV po IR; instalace 1997, porucha 2004, oprava 4. servisní misí.
- COSTAR - Corrective Optical Space Telescope Axial Replacement, korekce chyb chodu paprsků způsobených chybou v leštění zrcadla; namontována 1993.
- COS - Cosmic Origins Spectrograph, ultrafialový spektrograf; instalace 2009 na čtvrté servisní misi.
Hubbleovy setrvačníky a navigační systém - RSURSU, RWARWA a FGS - umožňují precizní orientaci a pohyb dalekohledu. HST obsahuje tři dvojice setrvačníků a musí mít vždy dostatek redundantních jednotek pro stabilní provoz, protože bez nich je dalekohled neovladatelný. Systémy zajišťují udržení polohy a směru při dlouhých pozorováních a brání rušení v důsledku meteorických rojů nebo změn v orientaci mezi sluncem a stínem Země.
Historie a budoucnost HST
V prosinci 1993 se astronautům podařilo k dalekohledu doletět a instalovat nové přístroje, aby primární zrcadlo fungovalo správně. V roce 1990 byla HST uvedena na oběžnou dráhu. Stále dnes zůstává otázkou, co bude s dalekohledem dál; poslední servisní mise byla v roce 2009 a je pravděpodobné, že do konce desetiletí selžou některé komponenty a dalekohled shoří v atmosféře. Podle NASA se počítá s ukončením servisu a eventualním zničením v evoluci vesmírného odpadu.
V roce 2021 byl na oběžnou dráhu vypuštěn James Webb Space Telescope (JWST), připravený k infračervenému pozorování v efektu širšího spektra a s větším zrcadlem; JWST je výsledkem spolupráce NASA, ESA a CSA a stojí na Lagrangeově bodě L2. JWST se stal nástupcem rámců HST a posouvá hranice poznání vesmíru v infračervené oblasti.
Observatoř HST je významnou součástí systému Velkých kosmických laboratoří, spravovaných NASA, a její data přispívají k poznání temné hmoty, vzniku hvězd, srážek galaxií a různých stádií vývoje galaxií. Hubbleův teleskop pomohl potvrdit, že temná energie a rozvětvené struktury vesmíru určují evoluci galaxií. Díky němu víme, že vesmír se rozpíná a že černé díry jsou prakticky v každém středu galaxie.
Souvislosti s jinými misemi a objekty
HST sdílel data s Kosmickým teleskopem Jamese Webba (a prostřednictvím něj s dalekohledy dalších misí) a pomáhal testovat a porovnávat výsledky pozorování v různých spektrálních pásmech. V roce 1999 byl prostřednictvím HST klíčový projekt k určování Hubbleovy konstanty s přesností 10 %. Počátky vesmírného výzkumu sahají do 40. a 50. let 20. století, kdy byly první sluneční observatoře a orbitální astronomie začínaly.
Hubbleův teleskop a JWST představují složitá technická řešení, která vyžadují pravidelné servisní mise a údržbu. Například COSTAR a NICMOS byly významnými kroky, které umožnily korekci optických chyb a lepší infračervené a vizuální pozorování. Budoucí mise a plány vykreslují obraz přetrvávajícího výzkumu dalekohledů na oběžné dráze a jejich úlohy v poznání vesmíru.
Hubbleův teleskop - Poslední mise
