Hubbleův dalekohled
Z Wikina
(HST, Hubbleův teleskop,Hubbleův kosmický dalekohled, Kosmický teleskop)
Největší optický dalekohled obíhající Zemi. Původně byl nazván „Kosmický dalekohled“, později pojmenován podle Edwina Powella Hubblea. Byl koncipován jako trvalá družicová observatoř, která má sloužit mezinárodní astronomii po dobu 15 let. Vznikl spoluprací americké NASA a Evropské kosmické agentury ESA.
Obsah |
Historie
Návrh dalekohledu podala r. 1962 skupina astronomů pod vedením prof. Lymana Spitzera z Princetonu. Konečný návrh předložila skupina vědců z 38 ústavů až v r. 1977. Dalekohled byl dokončen v r. 1985. Na oběžnou dráhu měl být dalekohled vynesen v r. 1986 raketoplánem. Havárie raketoplánu Challenger v lednu toho roku však posunula vypuštění o čtyři roky. Když byl 25. dubna 1990 dalekohled úspěšně vynesen raketoplánem Discovery na oběžnou dráhu, bylo zjištěno, že hlavní zrcadlo dalekohledu je chybně vybroušeno (bylo příliš ploché). Okraj zrcadla byl při broušení snížen o 0,002 mm. Bod se zobrazoval jako rozmazaná malá skvrnka a rozlišovací schopnost se tím značně zhoršila. Chybu napravili astronauti po třech letech při prvém obslužném letu. Širokoúhlá kamera byla vyměněna za dokonalejší a byl přidán korekční člen (COSTAR, „brýle“), který vykompenzoval vadu hlavního zrcadla pro ostatní tři přístroje. Rozlišovací schopnost se tím podstatně zlepšila.
Vlastnosti
Hubbleův dalekohled má hmotnost 12 t. Obíhá Zemi ve výšce 600 km jednou za 95 min. Je to Ritcheyův-Chrétienův teleskop. Hlavní zrcadlo je z křemene s velmi malou teplotní roztažností, jeho hmotnost je 820 kg a průměr 2,4 m. Nerovnosti na povrchu zrcadla nepřesahují 10 nm. Je pokoveno tenkou vrstvou čistého hliníku, která velmi dobře odráží světlo. Nad ní je ještě tenčí vrstva fluoridu hořečnatého, která chrání hliník před oxidací a odráží ultrafialové záření. Dalekohled pozoruje ve viditelném světle, v ultrafialovém a v infračerveném záření.Ve výšce 5 m nad hlavním zrcadlem je umístěno pomocné (sekundární) zrcadlo. Má průměr 30 cm. Odráží dopadající paprsky zpět do otvoru v hlavním zrcadle. Část oblohy zobrazená v ohnisku je stejně velká jako Měsíc (29´).
Přístroje
Za hlavním zrcadlem jsou umístěny vědecké přístroje. Ve vnitřní části zorného pole pracují dvě kamery: širokoúhlá/planetární kamera 2 (WF/PC2 – Wide Field/Planetary Camera 2), která v r.1993 nahradila kameru WF/PC1, a kamera pro slabé objekty FOC (Faint Object Camera), vybudovaná Evropskou kosmickou agenturou, a dva spektrografy: spektrograf pro slabé objekty FOS (Faint Object Spectrograph) a Goddardův spektrograf s vysokým rozlišením GHRS (Goddard High Resolution Spectrograph). Vnější obvodovou část zorného pole vyuzívají jemná čidla vedení. Ta jsou natolik směrově citlivá, že se používají k astrometrickým účelům. K nasměrování dalekohledu slouží katalog obsahující údaje o 19 mil. hvězd. Čidla udržují směr dalekohledu s vysokou přesností (setiny úhlové vteřiny) i během mnohahodinových expozic.Vysoká rozlišovací schopnost (až setiny úhlové vteřiny) umožnila pozorovat podrobnosti na povrchu planet, disk hvězd Betelgeuze, Mira, obří komety v zanikající planetární soustavě Helix či překotný zrod hvězd ve srážce galaxií Tykadla.Hubbleův dalekohled je i vysoce citlivý na intenzitu světla. Je desetmiliardkrát citlivější než sítnice našeho oka. Umožňuje (při dlouhé expozici) dohlédnout do vzdálenosti přes 9 mld. ly (např. v Hubbleově hlubokém poli a v Jižním Hubbleově hlubokém poli).
Technická činnost
Je kontrolována Operačním kontrolním střediskem (dále OKS) Hubbleova dalekohledu v Goddardově středisku kosmických letů v Greenbeltu ( v Marylandu), nedaleko Washingtonu DC. Získaná data (např. barevný obraz galaxie) i technické údaje o funkci všech systémů posílá dalekohled v binární formě. Rychlostí megabytů za sekundu jsou předávána prostřednictvím geostacionární družice TDRS (Tracking and Data Relay Satellite) do terminálu na White Sands v Novém Mexiku. Odtud jsou informace zasílány (přes domácí geostacionární družici) do OKS. Tam výkonné počítače nejprve prověří data a roztřídí je na technické (určené pro OKS) a vědecké.
Vědecká činnost
Všechny vědecké informace jsou předávány do Vědeckého ústavu kosmického dalekohledu (STScI – Space Telescope Scientific Institute) na Hopkinsově univerzitě v Baltimore (Maryland). Ústav spadá pod Sdružení univerzit pro výzkum v astronomii (AURA) a má odpovědnost za provádění a koordinaci všech vědeckých operací. O pozorovací čas dalekohledu žádají astronomové z mnoha zemí světa. Kapacita Hubbleovýho dalekohledu umožňuje vyhovět pouze každému desátému zadateli.Pro vědce, kterým je pozorovací čas přidělen, je pozorování Hubbleůvým dalekohledem mnohem složitější a náročnější než u pozemského dalekohledu. Zkušení astronomové říkají, že se „mnohem snáze a pohodlněji pozoruje velkým pozemským dalekohledem, který zlobí, než s Hubbleovým dalekohledem., který vzorně poslouchá“.
Program
Ve sluneční soustavě sleduje povrch i atmosféry planet, jejich družic a prstenců. Sledoval komety, zvláště pak dopad jednotlivých kusů roztrhané komety Shoemaker–Levy 9 na Jupitera. Byly identifikováno 20 nových objektů (superkomet, kentaurů) z Kuiperova pásu, tj. z pomezí sluneční soustavy. Cenné poznatky přinesl o vzniku, vývoji a zániku hvězd – objevil např. globule v mlhovině Orlí hnízdo. Hubbleův dalekohled pozoruje vznik planetárních soustav, ve Velké mlhovině v Orionu objevil další stupeň zrodu hvězd. Některé z rodících se hvězd jsou obklopeny protoplanetárními disky (obr.). Mnoha snímky je dokumentován zánik hvězd jako planetární mlhovina nebo supernova. Zvlášť vhodný je Hubbleův dalekohled pro studium galaxií, zejména pokud jde o jejich vývoj, srážky, aktivní galaktická jádra a výtrysky a galaktický kanibalismus. Pomocí spekter dokázal Hubbleův dalekohled existenci obří černé díry ve středu aktivních galaxií. V nejzazších oblastech vesmíru, tedy v minulosti 9–10 mld. let, pozoruje zrod galaxií, tj. jejich zárodky (protogalaxie), jejichž srážkami a stmelením postupem času galaxie vzniknou.Je třeba se alespoň zmínit o objevu kosmologického helia v mezigalaktických prostorách (které vzniklo v prvých minutách vesmíru), o hnědých trpaslících, kvazarech ve středu hostitelských galaxií, o kosmickém ultrafialovém laseru a o zpřesnění Hubbleovy konstanty (tj. měření rychlosti, s jakou se vesmír rozpíná).Hubbleův dalekohled pořídil více jak 100 000 snímků mnoha tisíců kosmických objektů. Všechna jeho pozorování jsou uložena v Ústavu dalekohledu v Baltimore na více než 400 optických discích. ESA má uloženy totožné kopie v Evropském koordinačním ústavu pro Hubbleův dalekohled v Garchingu u Mnichova.
Budoucnost
Činnost Hubbleůvýho dalekohledu je naplánována do r. 2005. K průběžné modernizaci slouží obslužné lety. V rámci prvého, nejrozsáhlejší letu v r. 1993 byly napraveny chyby hlavního zrcadla a vyměněna širokoúhlá kamera. Při druhém obslužném letu v únoru 1997 astronauti odstranili kameru slabých objektů (FOC) a spektrograf s vysokým rozlišením (GHRS). Místo nich umístili zobrazující spektrograf STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a infračervenou kameru se spektrografem pro mnoho objektů NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph). STIS je citlivý na široké spektrum, záření, od ultrafialového po infračervené. Je pozoruhodný tím, že snímá 500 bodů současně, v jediné expozici. Podstatně zlepšil účinnost a rychlost snímání. NICMOS umožnil dalekohledu dohlédnout do větších vzdáleností, neboť infračervené záření snadno proniká mezihvězdným prachem.
Závěr
Hubbleův dalekohled podstatně rozšířil náš vesmírný obzor. Žádný dalekohled nezískal v tak krátké době tolik nových a překvapivých poznatků o vesmíru. Období jeho činnosti se proto někdy označuje jako zlatá éra kosmického výzkumu.
