Zaostřeno na Jupiter

ESO 033/08 tisková zpráva

Nová technika korekce obrazu umožnila pořídit nejkvalitnější snímky Jupiteru z pozemního dalekohledu

Během dvouhodinového pozorování a s použitím dokonalé techniky pro odstranění atmosférických vlivů byl pořízen zatím nejkvalitnější snímek Jupiteru z pozemního dalekohledu. Sada 265 snímků byla získána prototypem přístrojem MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) na dalekohledu VLT/ESO. Výsledný snímek zachytil změny v příkrovu „smogu“, které jsou pravděpodobně důsledkem celoplanetárního vzedmutí*, které se započalo před více než rokem.

Již desetiletí bylo snem astronomů očistit širokoúhlé snímky od vlivu naší atmosféry. Záběry Jupiteru dokazují význam vyspělých technologií v přístroji MAD. Ten využívá pro korekci turbulencí v atmosféře dvou i více naváděcích hvězd (guide stars) namísto běžně užívané jedné hvězdy a zobrazuje zorné pole až třicetkrát širší, než umožňovaly dosavadní techniky [1]. „Tento typ adaptivní optiky má obrovskou výhodu při zobrazení plošných objektů, jako jsou planety, hvězdokupy či mlhoviny,“ říká vedoucí výzkumu Franck Marchis z UC Berkeley a SETI Institute in Mountain View v Kalifornii. „Zatímco běžně užívaná adaptivní optika dává výborné výsledky při malém zorném poli, MAD poskytuje korekce na větší ploše nebeské sféry. Kdybychom neměli MAD, těchto úžasných výsledků bychom nedosáhli.“

Přístroj MAD umožnil vědcům v noci ze 16. na 17. července 2008 pozorovat Jupiter dlouhé dvě hodiny. Běžná adaptivní optika, která využívá jako referenční hvězdu jeden z Jupiterových měsíců, by pozorování po tak dlouhou dobu neumožnila, neboť se po dobu pozorování měsíc příliš vzdálí od planety. Hubblův vesmírný dalekohled dokáže Jupiter sledovat nepřetržitě po dobu nejvýše 50 minut, protože poté dochází k pravidelnému zákrytu Jupiteru Zemí (oběžná doba HST je 96 minut).

Astronom Paola Amico a vedoucí projektu MAD Enrico Marchetti a Sébastien Tordo využili pro navádění dva z Jupiterových největších měsíců, Io a Europu, každý na jedné straně planety. Korekce tak pokryla celý disk planety. „Šlo o nejnáročnější pozorování, které jsme s MAD podnikli, neboť bylo třeba s vysokou přesností sledovat dva měsíce, pohybující se různou rychlostí,“ říká Marchetti.

Na sérii snímků tým astronomů objevil zásadní změny v jasnosti oparu, který se rozkládá podél rovníku Jupiteru v pásu širokém 16 tisíc kilometrů [2]. Vzrůstající množství oparem odraženého světla znamená, že oparu v atmosféře přibylo, anebo se přesouvá do vyšších vrstev atmosféry. „Nejsvětlejší část se přesunula k jihu o více jak 6000 km,“ vysvětluje člen vědeckého týmu Mike Wong. K tomuto závěru došel Wong a jeho kolega Imke při srovnání se staršími snímky z roku 2005, které pořídil Hubblův vesmírný dalekohled. Snímky z „hablu“ jsou pořízeny na podobných vlnových délkách v infračerveném oboru, na kterých pozoruje VLT. Opar se na nich nachází na severní straně rovníkové oblasti. Na snímcích VLT z tohoto roku je vidět zřetelný posun k jihu. „Rozložení atmosférického oparu může souviset s významnými změnami celého oblačného příkrovu, které nastaly po loňském celoplanetárním vzedmutí. K učinění jednoznačného závěru se však musíme zaměřit na další data, která pochází především z období, kdy změny začaly,“ dodává Wong.

Zdroj,

Doplňující obrázky a multimédia

Poznámky:

[1] Vlivem turbulentních proudů v atmosféře trpí pozemní dalekohledy rozmazáním a deformacemi obrazu. Díky turbulencím hvězdy blikají a poskakují. To sice těší básníky, ale astronomům to komplikuje pozorování, neboť obraz ztrácí na detailech. S pomocí adaptivní optiky (AO) můžeme tyto nedostatky odstranit a pořizovat daným dalekohledem snímky s kvalitou na nejvyšší možné úrovni, tj. je srovnatelné s dalekohledy na oběžné dráze. Systém adaptivní optiky pracuje tak, že rozostření vlivem turbulencí v atmosféře je potlačeno počítačově kontrolovanou deformací zrcadla dalekohledu. Změny tvaru korekčního zrcadla probíhají v reálném čase několik set krát za sekundu na základě zpracování informací z wavefront senzoru (speciální kamery). Současné AO dokáží upravit obraz pouze na malé ploše zorného pole (15 obloukových vteřin a méně) a s rostoucí vzdáleností od středu pole korekce rychle slábne. Inženýři proto vyvinuli novou technologii, která dokáže tato omezení překonat. Jednou z nich je multi-konjugativní adaptivní optika. Více o prototypu této technologie v ESO 19/07.

[2] Opar, kterým může být dusíkatá sloučenina hydrazin (na Zemi používaná pro pohon raket), zmrzlé krystalky amoniaku, vody či hydrosulfidu amonného z hlubších vrstev atmosféry planety, je na infračervených snímcích velice nápadný. Jelikož viditelné světlo lépe proniká příkrovem oparu, pozorují dalekohledy v tomto oboru světlo odražené od hustých oblak v hlubších oblastech Jupiterovy atmosféry pod oparem. Přístroj MAD pracuje v infračerveném oboru (okolo dvou mikronů), a proto pozoruje vyšší oblasti než optické dalekohledy, neboť infračervené záření tak hluboko pronikat nemůže. Opar se chová obdobně jako vrcholky pozemských bouřkových oblak (kovadliny kumulonimbu) či jako sloup popela při výbuchu sopky, který vystoupá do vyšších vrstev atmosféry a rozptýlí se po celém světě. Amoniak na Jupiteru rovněž vystupuje atmosférou, zde reaguje se slunečním zářením a vytváří hydrazin. Ten kondenzuje a z jemných krystalických částic vzniká mlha. Chemický proces přeměny amoniaku na hydrazin je obdobný tomu, který známe i v zemské atmosféře po sopečné erupci, kde oxid siřičitý vlivem slunečního ultrafialového záření přechází na kyselinu sírovou.

Poznámky překladatele:

*Planet-wide upheaval – překládáme jako celoplanetární vzedmutí – jedná se o dosud nepochopený proces globálních změn v atmosféře doprovázených výskytem mohutných bouří, nových atmosférických útvarů (Rudá skvrna Jr.) a změn odstínů barev některých dlouhodobě sledovaných pásů či skvrn (více v angličtině space.newscientist.com nebo esciencenews.com)

Odkazy vztahující se aktuálním úkazům v atmosféře Jupiteru na stránkách astrovm.cz Když se setkaji tři rudé skvrny a Třetí rudá skvrna na Jupiteru. 

Kontakty:

Franck Marchis, Michael Wong, UC Berkeley, USA, Tel.: +1 510 642 39 28, +1 510 207 22 36, Mobil: +1 510 599 06 04, E-mail: fmarchis (at) berkeley.edu, mikewong (at) astro.berkeley.edu

Enrico Marchetti, ESO, Německo, Tel.: +49 89 3200 64 58, E-mail: emarchet (at) eso.org

Paola Amico, ESO, Chile, Tel.: +56 2 463 3103, E-mail: pamico (at) eso.org

ESO Press Officer: Dr. Henri Boffin - +49 89 3200 6222 - hboffin@eso.org
ESO Press Officer in Chile: Valentina Rodriguez - +56 2 463 3123 - vrodrigu@eso.org

Národní kontakt: Pavel Suchan +420 267 103 040 suchan@astro.cz

autor: Tomáš Mohler, Jiří Srba