Grónský radioteleskop otevírá novou éru arktické astronomie

K výzkumu nejextrémnějších objektů ve vesmíru astronomové občas využívají teleskopy umístěné na extrémních místech naší planety. V uplynulých několika měsících skupina vědců musela čelit mimořádně mrazivým teplotám při provádění pozorování prostřednictvím nového radioteleskopu, který je umístěn v Grónsku.

Mimořádné atmosférické podmínky umožňují radioteleskopu Greenland Telescope detekovat rádiové záření hvězd, oblastí tvorby nových stálic, galaxií a blízkého okolí černých děr. Jedním z hlavních cílů grónského radioteleskopu je zapojení do spolupráce v rámci virtuálního celoplanetárního radioteleskopu Event Horizon Telescope (EHT) za účelem pořízení snímku supermasivní černé díry v centru naší Galaxie. EHT je skupina zhruba desítky antén rozmístěných po celém světě, které se mohou spojit v rámci společného pozorování.

Grónský radioteleskop dosáhl v poslední době tří významných milníků počínaje detekcí „prvního světla“ v prosinci 2017. Následovně byl radioteleskop úspěšně synchronizován s dalšími teleskopy a zapojil se do pozorování v rámci radioteleskopu EHT v dubnu 2018. Na základě těchto výsledků astronomové z Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics (ASIAA) of Taiwan a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge, Massachusetts potvrdili, že Greenland Telescope je schopen zapojit se do výzkumu největších tajemství vesmíru.

„Oficiálně můžeme oznámit, že zahajujeme výzkum vesmíru prostřednictvím Greenland Telescope,“ říká Timothy Norton, CfA a ředitel projektu dalekohledu. „Toto je významný den pro každého, kdo intenzivně pracoval na realizaci této možnosti.“

Grónský teleskop je anténou o průměru 12 metrů k příjmu rádiového záření, která byla původně postavena jako prototyp pro soustavu radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Severní Americe. Jakmile byly teleskopy zprovozněny na území Chile, byla anténa předána Grónsku k využití téměř ideálních arktických podmínek k výzkumu vesmíru na specifických rádiových frekvencích ve spolupráci s National Radio Astronomy Observatory (NRAO) a MIT Haystack Observatory.

ASIAA vedla usilovné práce k adaptaci a rekonstrukci antény k přípravě na arktické podmínky Grónska, které je pokryto ledovcem. V roce 2016 byl teleskop přepraven prostřednictvím Thule Air Base v Grónsku, 1 200 km od severního polárního kruhu směrem k pólu, kde byla opětovně složena v této pobřežní oblasti. ASIAA rovněž postavila přijímač pro anténu.

„To je mimořádná výzva rychle a úspěšně spustit nový teleskop v takovém mrazivém prostředí, kde teploty klesají pod -30 °C,“ říká Ming-Tang Chen z ASIAA a projektový manažer projektu Greenland Telescope. „Jedná se o radioteleskop, který pracuje nejblíže severnímu pólu.“

Vědci z ASIAA začali teleskop uvádět do provozu od 1. 12. 2017 a 25. prosince byli schopni detekovat rádiovou emisi Měsíce, což je okamžik, který astronomové označují jako „první světlo“ pro radioteleskop. Na začátku roku 2018 zkombinoval vědecký tým pozorování kvasaru pomocí Greenland Telescope s daty z radioteleskopu ALMA. Data z obou radioteleskopů byla synchronizována tak, že vytvořily jeden obraz pozorovaného objektu.

„To představuje velký krok v integraci teleskopů do velké globální sítě radioteleskopů,“ říká Nimesh Patel z CfA a hlavní vědecký pracovník Greenland Telescope. „Získaná dat nám říkají, že Greenland Telescope funguje tak, jak jsme doufali a předpokládali.“

Poloha v Grónsku rovněž umožňuje realizaci interferometrie ve spolupráci se Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), ASIAA’s Submillimeter Array, East Asian Observatory's (EAO), James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) na Havaji, s radioteleskopem ALMA a s dalšími anténami a stát se nejsevernější složkou virtuálního celoplanetárního radioteleskopu EHT. Tímto rozšířením byl vytvořen radioteleskop se základnou zhruba 12 000 km ve směru sever-jih.

„Greenland Telescope je zásadním přírůstkem k EHT poskytujícím větší vzdálenosti mezi anténami radioteleskopů, a tím i lepší rozlišení,“ říká Keiichi Asada z ASIAA a vědecký pracovník radioteleskopu. „Jsme velmi nadšeni, že Greenland Telescope je součástí tohoto historického projektu.“

Greenland Telescope se připojil v polovině dubna 2018 k pozorovací kampani prostřednictvím celoplanetárního radioteleskopu EHT za účelem pozorování supermasivní černé díry v centru naší Galaxie, a také v centru eliptické galaxie M87 v souhvězdí Panny. Tyto dvě superhmotné černé díry jsou hlavním cílem pro EHT, protože zdánlivá velikost jejich horizontu událostí je podstatně větší než u jiných černých děr. Nicméně rozlišovací schopnost dokonalého radioteleskopu je taková, jakou potřebujeme a odpovídá četbě titulku v novinách, které se nacházejí na povrchu Měsíce. Jeho schopnost je zhruba 1000× lepší, než jaké můžeme dosáhnout u nejlepších optických dalekohledů světa.

Astronomové plánují využití těchto pozorování k prověření Einsteinovy obecné teorie relativity v prostředí, kde existuje extrémní gravitace, a chtějí v nebývalých detailech prozkoumat chování fyziky v okolí černých děr.

Zdroj: https://www.cfa.harvard.edu/news/2018-07 a https://scitechdaily.com/greenland-telescope-opens-new-era-of-astronomy/

autor: František Martinek