Student World

Tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR

Observatoř ALMA v chilské poušti Atacama je největším projektem současné pozemní pozorovací astronomie. Je založen na široké mezinárodní spolupráci. Již dva roky sleduje objekty blízkého i vzdáleného vesmíru a dostává se i do doposud neprobádané oblasti milimetrových a kratších vlnových délek.

Díky vysoké citlivosti šedesáti dvanáctimetrových parabolických antén v kombinaci s nedávno dosaženou obrovskou rozlohou celého anténního pole (největší vzájemná vzdálenost antén je až 16 km) systém nyní disponuje excelentním rozlišením umožňujícím studovat dosud nevídané detaily, a to i u relativně vzdálených objektů. A tak přestože je ALMA dosud v „náběhové fázi“ a ještě nedosáhla všech svých plánovaných kapacit a schopností, přináší už nyní do astronomie skutečnou revoluci. Světovou odbornou i laickou veřejnost před více jak měsícem právem nadchl úchvatný snímek rodící se planetární soustavy okolo 450 světelných let vzdálené mladé hvězdy HL Tau v souhvězdí Býka.

Plánovaný výzkumný záběr observatoře ALMA je skutečně velmi široký – zahrnuje studium těles Sluneční soustavy, přes hvězdy a mezihvězdnou hmotu v naší Galaxii až po nejvzdálenější oblasti vesmíru. Nicméně, „svéráz“ některých vesmírných objektů vyžaduje poněkud specifičtější přístup k pozorování, než poskytuje základní observační mód, v němž ALMA dosud běží. Pro příklady nemusíme chodit daleko. Svoje zvláštnosti má i naše nejbližší hvězda – Slunce. Sluneční fyzici jsou v napjatém očekávání podobně převratných a úchvatných snímků, jako je ten, jež ALMA poskytla v případě HL Tau. Ale vysoká jasnost Slunce v porovnání se srovnávacími objekty – tzv. kalibrátory – spolu s dalšími technickými komplikacemi (objekty na Slunci se v důsledku sluneční rotace a proudění hmoty pohybují, světelné a tepelné záření Slunce způsobuje ohřev přijímače v ohnisku atd.) si vyžaduje vyvinout pro studium Slunce s pomocí observatoře ALMA specifickou proceduru. Jejím navržením a vyzkoušením byli v Evropě pověřeni právě čeští astronomové z Astronomického ústavu AV ČR v Ondřejově.

Ondřejovští výzkumníci se podpůrnou činností pro observatoř ALMA zabývají dlouhodobě – v Astronomickém ústavu totiž od roku 2009 působí jeden ze sedmi uzlů Evropského Regionálního Centra ALMA (EU ARC). Regionální centra – „ARCy“ – si observatoř ALMA zřídila jako svou infrastrukturu pro podporu uživatelské komunity a pomoc s dalším vývojem observatoře, zejména na základě podnětů od uživatelů. ARCy jsou celkem tři a jejich sídlem jsou organizace, které se na budování a provozování observatoře ALMA podílejí. V Evropě je to Evropská jižní observatoř – ESO (ČR členem od roku 2007) s centrem v Garchingu u Mnichova, severoamerický NA ARC sídlí v Národní radioastronomické observatoři USA (NRAO) v Charlottesville a východoasijský EA ARC hostí Japonská národní astronomická observatoř (NAOJ) v Tokiu-Mitace. Evropský ARC funguje jako koordinovaná distribuovaná síť – kromě „jádra“ v centrále ESO v Garchingu v něm působí uzly na ústavech a observatořích v Bologně, Bonnu, Grenoblu, Leidenu, Manchesteru, Ondřejově a Onsale.

Vedle společné činnosti, na níž se jednotlivé uzly podílejí a v jejímž rámci i ondřejovští astronomové poskytují uživatelům observatoře ALMA podporu sahající od pomoci s psaním pozorovacích projektů ve specializovaném softwaru až po zpracování napozorovaných surových dat do finální podoby, má každý uzel svůj specifický úkol, podle odbornosti, kterou jeho personál disponuje. Ondřejovský uzel má – mimo jiné (např. fyzika galaxií, hvězd a mezihvězdné hmoty a laboratorní mikrovlnná spektroskopie) – také bohaté zkušenosti ve sluneční radioastronomii. V této expertíze je mezi evropskými uzly jediný a právě proto byl v rámci Evropského ARCu pověřen vývojem slunečního pozorovacího módu pro observatoř ALMA.

Vývoj procedury pro pozorování Slunce s ALMA proběhne podle dvouapůlletého projektu plně financovaného ESO, který byl oficiálně zahájen 27. listopadu 2014 v sídle ESO v Garchingu podpisem smlouvy mezi ESO a Astronomickým ústavem AV ČR a startovacím meetingem. 7. prosince odcestovali dva pracovníci ondřejovského uzlu do Chile na observatoř ALMA, aby se jako jediní zástupci Evropy spolu s týmy z USA a Japonska věnovali přímo na místě zkušebním pozorováním Slunce. Cílem celého výzkumného týmu pro tuto kampaň, která probíhá ve dnech 9. – 16. prosince, je zejména ověřit v praxi základní myšlenku celého slunečního pozorovacího modu – totiž rychlé přepínání mezi stavem mírně rozladěného směšovače signálu při pozorování jasných jevů na Slunci a jeho plným naladěním při pozorování mnohem slabších srovnávacích objektů – tzv. kalibrátorů fáze.
Zkoumání použitelnosti této metody bude probíhat pro různé typy objektů na Slunci a na různých vlnových délkách – od oblastí klidné sluneční chromosféry přes protuberance a filamenty až po velmi horké sluneční erupce. Astronomové data z pozorování okamžitě na místě předběžně zpracují a na základě výsledků navrhnou operativně další postup – drobné korekce nebo i větší změny programu, se kterým do Chile přijeli. Právě možnost korigovat pozorovací postup přímo na místě a během pozorování je u takto pionýrského projektu podstatná a je hlavním důvodem toho, proč tak dlouhou cestu podnikli – standardní vědecká (tj. ne vývojová) pozorování v již ověřených pozorovacích módech jinak provádějí astronomové a inženýři zaměstnaní přímo na observatoři ALMA formou služby pro řešitele vědeckých projektů.

Až se astronomové z této, věřme, že úspěšné mise vrátí, čeká je ještě mnoho práce nad důkladnou analýzou získaných dat, jež povede k dalšímu zpřesnění pozorovacího postupu. Ten pak bude zřejmě muset být ověřen ještě v další podobné kampani, aby prokázal svou robustnost a funkčnost i pro různé neočekávané situace. V případě úspěchu pak i výzkumníky z Ondřejova čeká práce na návrhu na implementaci metody ve formě úprav uživatelského a řídícího SW pro observatoř ALMA tak, aby výzkum Slunce mohl být zařazen do standardního pozorovacího programu observatoře. Samotným programováním těchto změn se ovšem, byť za konzultace s ondřejovskými odborníky, již budou zabývat profesionální vývojáři z ALMA. Pokud vše dobře dopadne, budou moci sluneční fyzici z celého světa – i díky příspěvku ondřejovských astronomů k vývoji ALMA – podávat první standardní vědecké projekty zaměřené na výzkum naší nejbližší hvězdy s pomocí tohoto revolučního přístroje již na přelomu let 2016-17.

Odkazy:
Český uzel EU ARC http://www.asu.cas.cz/alma
Astronomický ústav AVČR http://www.asu.cas.cz
Observatoř ALMA http://www.almaobservatory.org
Evropská jižní observatoř – ESO http://www.eso.org

autor