Pohled do chladného vesmíru

16 Čvc

Vesmírný infračervený teleskop (Space Infrared Telescope Facility – SIRTF) je čtvrtou a prozatím poslední „velkou observatoří“ vyslanou NASA do vesmíru k výzkumu v různých vlnových délkách. Ostatní – Hubble, COMPTEL a Chandra – přijímají data viditelná, rentgenová a ve spektru paprsků gama. SIRTF díky příjmu infračerveného záření pozvedne prašný závoj, který zahaluje velkou část našeho vesmíru.

Přístroje v čele s infračerveným teleskopem budou dostatečně vzdáleny od teplé záře Země na to, aby pro vědce získaly jedinečné záběry chladného vesmíru – ledovými kometami a měsíci naší sluneční soustavy počínaje a nejvzdálenějšími galaxiemi vesmíru konče. Tak zní přinejmenším plán, ale k jeho dosažení vedla dlouhá cesta. Mnozí z vědců a techniků, kteří se podíleli na stavbě a dokončování teleskopu, na něm pracovali celých dvacet let – což je pro vývoj vesmírné stanice bez posádky neuvěřitelná doba.

Dlouhá cesta

Ačkoli byl SIRTF původně navržen už v roce 1979, trvalo celých pět let, než dala NASA dohromady celý tým astronomů, kteří by mohli definovat požadavky mise a postavit přístroje. V roce 1990 tedy vznikly plány satelitu, který měl vážit 5700 kilogramů a jehož předpokládaná cena se vyšplhala ke dvěma miliardám dolarů. Finanční potíže NASA si v průběhu následujícího desetiletí vyžádaly velká omezení a ta společně s pokrokem technologií způsobila, že satelit nyní váží „pouhých“ 950 kilogramů a stál pouhých 450 milionů dolarů. I přes finanční omezení zůstaly cíle mise stále podobné návrhům z počátku devadesátých let. Zrcadlo teleskopu měří v průměru 85 centimetrů – původní návrh počítal s průměrem jednoho metru. Jsou k němu připojeny: velká infračervená kamera, citlivý spektrometr a fotometr pro analýzu vlnových délek a intenzity radiace. A astronomové stále doufají, že teleskop bude fungovat alespoň pět let.

Změna oběžné dráhy

Jak se jim podařilo takového omezení dosáhnout? Nejdůležitějším krokem byla změna oběžné dráhy teleskopu tak, že nyní nemusí mít na palubě tolik chladicí směsi. Aby totiž mohl sledovat slabou záři vydávanou mezihvězdným prachem a vzdálenými galaxiemi, musí být celý teleskop se všemi přístroji zchlazen na teplotu takřka absolutní nuly. Toho je obvykle dosaženo pomocí nádrží plných tekutého helia. Například infračervená vesmírná observatoř Evropské vesmírné agentury vypuštěná v roce 1995 použila během své dva a půl roku trvající mise přes 2000 litrů tekutého helia. Ale díky novému orbitu, po němž se SIRTF pohybuje, bude zapotřebí pouhých 360 litrů této kapaliny, která váží jen 50 kilogramů. Na rozdíl od Hubbleu, Chandry a COMPTELu, které obíhají kolem Země, zůstane SIRTF skrytý na stacionárním orbitu a mezi ním a Sluncem bude stát naše planeta. Tímto teleskop unikne teplu zemské atmosféry a zůstane zchlazený na teplotu takřka čtyřiceti kelvinů. O zbytek chlazení se postará tekuté helium.

Pohled do prachových částic i k obřím planetám

Záběry z této citlivé infračervené observatoře astronomům umožní zahlédnout, co se nachází za závojem prachu, který pohlcuje většinu záře hvězd našeho vesmíru – skoro celé dvě třetiny veškerého světla vyzařovaného hvězdami jsou pohlceny mezihvězdným prachem a lze je zahlédnout pouze díky záření tohoto prachu v infračervených vlnových délkách. Prachem jsou také naprosto zahaleny celé oblasti Mléčné dráhy a dalších galaxií, kde vznikají nové hvězdy, takže infračervený průzkum je důležitý ve snaze porozumět původu hvězd a planetárních systémů. Při průzkumech v dostatečně velkém měřítku by mělo být možné najít galaxie, ve kterých vznikaly hvězdy v průběhu první miliardy let trvání našeho vesmíru. Většina prvků, z nichž sestávají hvězdy, je uložena v malých prachových částicích, které mají v průměru méně než jeden mikrometr. Pohled na spektrum infračerveného světla vyzařovaného těmito částicemi nám odhalí jejich složení a pomůže k lepšímu porozumění mezihvězdného materiálu. Z téhož spektra lze také zjistit mnoho informací o fyzikálních podmínkách – například o hustotě a teplotě plynů, z nichž hvězdy vznikají. Infračervená vlnová délka je také ideálním prostředkem při pátrání po obřích planetách a hnědých trpaslících. Tyto chladné objekty nejsou dostatečně masivní na to, aby podnítily jaderné reakce a staly se viditelnými hvězdami. Kromě tohoto úkolu je tu stále ještě velké nezmapované území: největší průzkum, který podnikla infračervená vesmírná observatoř, odhalil na tři tisíce zdrojů infračerveného záření – hlavně hvězd vytvářejících galaxie a prachem zastíněných kvasarů. Přístroje teleskopu SIRTF jsou tak citlivé, že mohou odhalit na milion galaxií.

Leave a Reply