Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze
Číslo 46 (vyšlo 17. listopadu, ročník 1 (2003)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

OWL – Ultra extra velký dalekohled

Václav Kaizr

Zdá se, že v blízké budoucnosti (10 až 15 let) by se mohl v astronomii objevit přístroj, který ponese na dlouhou dobu přívlastek největší. Autorem projektu je organizace ESO. Ta je řízena ústředím v Garchingu blízko Mnichova. V současné době probíhají v ESO intenzivní přípravy dalekohledu budoucí generace, jehož prozatimní název je OWL (OverWhelmingly Large). Název je vybrán záměrně neboť zkratka OWL je anglický výraz pro sovu a sova jak známo, je pták s bystrým zrakem.

Primární zrcadlo má mít průměr 100 metrů a bude složeno z mnoha segmentů, opatřených aktivní optikou. Bude možno jím pozorovat oblohu ve všech směrech, nejen v oblasti viditelného spektra, ale i v infračervené oblasti. Rozlišovací schopnost OWL bude kolem tisíciny úhlové vteřiny.

Logo OWL

Our Wonderful Logo čili OWL

OWL - OverWhelmingly Large.  Projekt segmentového dalekohledu o průměru zrcadla 100 metrů. Má být umístěn v Atacamské poušti.

Teleskop - řecky tele = daleko, scopeo = hledím. Obvykle se jím v astronomii rozumí dalekohled.

Aktivní optika - opticko-mechanicko-elektronické zařízení, které slouží k částečné eliminaci chybného zakřivení zrcadel vlivem tíže, teplotního gradientu a výrobních vad.

Adaptivní optika - opticko-mechnicko-elektronické zařízení, které slouží k částečné eliminaci turbulence atmosféry.

Historie

V minulosti se každých 30 až 40 let ve světě objevil nový dalekohled, který byl dvakrát větší než ten dosud největší. Velikostí je zde míněn průměr hlavního zrcadla. Roku 1917 byl postaven Hookerův dalekohled na Mt. Wilson s průměrem hlavního zrcadla 100" (2,5 m). V roce 1949 byl uveden do provozu Haleův dalekohled na Mt. Palomar s dvojnásobným průměrem zrcadla 200" (5 m). Další znásobení plochy zrcadla se podařilo u desetimetrového (390") Keckova dalekohledu na Mauna Kea, první část pracuje od roku 1993. Stavba nových dalekohledů je především otázkou financí a technologických možností dané doby. Podle Roberta Gilmozziho z ESO (The European Southern Observatory) dojde s dvojnásobným zvětšením velikosti dalekohledu k šestinásobnému růstu nákladů. To by u 100 metrového dalekhledu, jakým by OWL měl být, znamelo náklady 20 až 30 miliard dolarů.

Očekáváné zvětšení dalekohledu OWL ve srovnání s HST.

Dalekohledy první poloviny dvacátého století byly postaveny pomocí stejného technologického postupu. Jednalo se o jednolitá zrcadla. Například u firmy George Ellery Hale byla postavena během let 1908 až 1949 60", 100" a 200" zrcadla. Později došlo ke změně technologie a jednolité zrcadlo bylo nahrazeno zrcadlem sestaveným ze segmentů, které jsou v poslední době korigovány za chodu systémem adaptivní optiky.

OWL

Dosavadní techologické postupy vylučují postavení monolitického zrcadla o průměru 100 m. Proto by měl být postaven ze segmentů. První odhady hovoří o 2 000 segmentech o hraně 2,3 m. Hotovy by měly být za deset let, což při 250 pracovních dnech v roce dává průměr 1,3 segmentu denně. To je jeden z důvodů snížení celkové ceny. Hromadná výroba snižuje náklady. Aby byly plně využity možnosti dalekohledu, je nutné použít systém aktivní a adaptivní optiky. Pro OWL se vyvýjí speciální systém sdružené adaptivní optiky. Touto metodou bude možno pozorovat větší oblast oblohy s možností odstranění rušivých vlivů atmosféry.

Primární zrcadlo se skládá z více než 2 000 segmentů.
Napravo: způsob navazování segmentů.

Optika

Předpokládané parametry nového dalekohledu jsou zcela mimořádné. Rozlišení by mělo dosáhnout 1 tisíciny úhlové vteřiny, pro srovnání HST má rozlišení 0,05 úhlové vteřiny. Dalším parametrem je největší magnituda objektu, zde udává plán pro OWL hodnotu 38 mag při desetihodinovém integračním pozorování. Současný návrh počítá s klasickou alt-azimutální montáží. Hmotnost celého zařízení včetně zrcadel by měla být pouhých 12 500 tun. V některých srovnáních se užívá poměr sklo/kov k vyjádření "vyspělosti" technologie, tento parametr u OWL dosahuje hodnoty přibližně 20. Ve skutečnosti se zde nejedná o kov, nýbrž o karbid křemíku. Sběrná plocha primárního zrcadla je větší než 6 000 m2. Na následujícím obrázku je znázorněno umístění jednotlivých optických prvků: 1 - primární zrcadlo o průměru 100 m, 2 - sekundární, ploché, segmentové zrcadlo o průměru 34 m, 3 - čtyřprvkový aktivní člen, 4 - terciální, aktivní, mírně asférické zrcadlo o průměru 8,2 m, 5 - čtvrté, silně asférické zradlo o průměru 8,2 m, 6 - zaostřovací asférické zrcadlo o průměru 4,2 m, 7 - rychle se pohybující ploché zrcadlo o průměru 2,35 m, 8 - ohnisko dalekohledu, zobrazená plocha 10 úhlových minut.

Uspořádání optických prvků OWL

Umístění

Nalezení idealního území je také velice důležité, neboť při velikosti OWL hrají i sebemenší vlivy podstanou roli (zemětřesení, vítr, prach, atd...). Další skutečností je, že spousta "ideálních" míst je již obsazena funkčními dalekohledy. Další podstanou částí studie je tepelná vodivost kontrukce a klimatické poměry uvnitř dalekohledu. Některé tyto aspekty jsou již, alespoň teoreticky, vyřešeny, nicméně zbývá ještě mnoho "detailů".

  

Dvě videa nového dalekohledu OWL. Zdroj ESO.

Název Průměr
zrcadla
[m]
Umístění Poznámka
Keck I & II 2 × 10 Mauna Kea, Hawaii segmentový dalekohled,
interferometr
Hobby-Eberly 9,2 Mt Fowlkes, USA,
Texas
pevná elevace, nízkonákladovy
spektrografický dalekohled
Subaru 8,3 Mauna Kea, Hawaii Aktivní teleskop
vyrobený v Japonsku
VLT 4 × 8,2 Cerro Paranal, Chile Very Large Telescope;
hlavní projekt ESO
Gemini 2 × 8,0 Mauna Kea, Hawaii
Cerro Pachon, Chile
dvojitý 8 metrový dalekohled
na severní a jižní polokouli
Magellan 2 × 6,0 Las Campanas, Chile dvojitý 6,5 metrový dalekohled
známý pod jmény Walter Baade
a Landon Clay
MMT 6,5 Mt Hopkins, USA,
Arizona
nahrazení 4,2 metrového
multi zrcadlového teleskopu
Bolšoj Teleskop
Azimutalnij
6,0 Nizhny Arkhyz, Rusko první velký altazimutální dalekohled
Hale 5,0 Mt. Palomar, USA,
Kalifornie
o tomto dalekohledu se  hovoří
jako o legendě
William Herschel 4,2 La Palma,
Kanárské ostrovy,
Španělsko
největší altazimutálni člen
známé skupiny teleskopů
(Isaac Newton Group)
Victor Blanco 4,0 Cero Tololo, Chile do roku 1998 největší dalekohled
na jižní polokouli
AAT 3,9 Siding Springs,
Austrálie
anglicko-australský dalekohled
Mayall 3,8 Kitt Peak, USA,
Arizona
 
UKIRT 3,8 Mauna Kea, Hawaii infračervený dalekohled
AEOS 3,7 Haleakala, Maui,
Hawaii
Maui pace Surveillance System;
převážně vojenský dalekohled
360 3,6 Cerro la Silla, Chile první evropský dalekohled
na jižni polokouli.
CFHT 3,6 Mauna Kea, Hawaii kanadsko-francouzsko-
hawaiiský dalekohled
TNG 3,6 La Palma,
Kanárské ostrovy,
Španělsko
Telescopio Nazionale
Galileo (Italy)
Calar Alto 3.5 3,5 Calar Alto, Spain největší kontinentální
dalekohled
NTT 3,5 Cerro la Silla, Chile první dalekohled s aktivní optikou
ARC 3,5 Apache Point, USA,
Nové Mexiko
Astrophysical Research
Consortium
WIYN 3,5 Kitt Peak, USA,
Arizona
nejstarší zařízení na Kitt Peak

Dalekohledy ve výstavbě (stav ke konci minulého roku)

Název Průměr
zrcadla
[m]
Umístění Poznámka
VLTI 4 × 8,2
3 × 1,8
Cerro Paranal, Chile interferometr o základně 200 m
Keck
Interferometer
2 × 10,0 Mauna Kea, Hawaii Keckova dvojčata a příslušenství
sestavené do interferometru
GTC 10,4 La Palma,
Kanárské ostrovy,
Španělsko
Gran Telescopio Canarias;
segmentové zrcadlo
podle Keckova dalekohledu
SALT 9,2 Sutherland, Jižní Afrika největší dalekohled jižní Afriky
stavěn podle dalekohledu
Hobby-Eberly (HET)
LBT 2 × 8,4 Mt. Graham, USA,
Arizona
Large Binocular Telescope
(dříve Columbus)

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage