Student World

tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 17/2014

Na dalekohled ESO/VLT, který pracuje na observatoři Paranal v Chile, byl nainstalován nový přístroj SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument). Toto výkonné zařízení je určeno ke hledání a výzkumu exoplanet. K tomuto účelu využívá kombinaci řady nejmodernějších technologií. Nabízí výrazně vyšší výkon ve srovnání se současnými přístroji a již během prvních dní pozorování byla s jeho pomocí získána řada působivých záběrů prachových disků kolem blízkých hvězd i jiných objektů. Přístroj SPHERE vyvinulo a postavilo konsorcium mnoha evropských institucí pod vedením Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (Francie) a ve spolupráci s ESO. Očekává se, že SPHERE přinese revoluci do výzkumu exoplanet a disků kolem hvězd.

V prosinci 2013 prošel přístroj SPHERE úspěšně všemi testy a byl odeslán na observatoř Paranal. V květnu 2014 bylo dokončeno sestavování přístroje, který je nyní namontován na dalekohled VLT (UT3). SPHERE je posledním z nové generace přístrojů pro VLT (první tři přístroje nové generace jsou X-shooter, KMOS a MUSE).

Jeden z prvních záběrů získaných přístrojem SPHERE krátce poté, co byl v květnu 2014 nainstalován na dalekohled ESO/VLT (UT3). Snímek zachycuje jemné detaily na disku měsíce, což je důkazem efektivní práce adaptivní optiky přístroje. Snímek byl pořízen na vlnové délce 1,59 mikrometru. Saturnův měsíc Titan je asi 1,5krát větší než náš Měsíc. Zakrývá jej mohutná atmosféra tvořená dusíkem a malým množstvím metanu (1,5 %). Zatímco ve viditelném světle je povrch měsíce přes atmosféru nepozorovatelný, použitá vlnová délka infračerveného záření atmosférou prochází a umožňuje povrch spatřit.

Přístroj SPHERE krátce po instalaci na dalekohled ESO/VLT (UT3). Většinu snímku zabírá dalekohled, přístroj SPHERE je černá ‚bedna‘ vpravo dole.
Přístroj SPHERE kombinuje několik pokročilých technologií, aby získal pokud možno co nejvyšší kontrast potřebný pro zobrazování exoplanet. (Kontrast je mnohem lepší než u přístroje NACO, který pořídil vůbec první přímý záběr exoplanety). Dosažení takto působivého výkonu si na počátku vyžádalo vývoj nových technologií především v oblasti adaptivní optiky, detektorů a součástí koronografu.

„SPHERE je velmi složitý přístroj. Díky práci mnoha lidí, kteří se podíleli na jeho návrhu, konstrukci i instalaci však již nyní svým výkonem předčí naše očekávání. Je to úžasné,“ říká Jean-Luc Beuzit (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Francie), hlavní vědecký pracovník projektu SPHERE.

Hlavním úkolem SPHERE je objevovat a prozkoumat obří exoplanety obíhající kolem blízkých hvězd metodou přímého zobrazení [1]. To je mimořádně náročný úkol, neboť tyto planety jsou jednak velmi blízko svých mateřských hvězd a zároveň jsou výrazně slabší. Na běžném snímku pořízeném i za těch nejlepších podmínek hvězda naprosto přezáří slabý svit planety. Návrh přístroje SPHERE je tedy zaměřen na dosažení maximálního kontrastu mezi zářící hvězdou a malou oblastí oblohy v jejím okolí.

První z novátorských technik, kterou SPHERE využívá, je extrémní adaptivní optika nutná ke korigování efektů vznikajících vlivem neklidu zemské atmosféry. Výsledný snímek je díky ní ostřejší a zvyšuje se tak i jeho kontrast. K blokování světla hvězdy je využíváno koronografu, což vede k dalšímu zvýšení kontrastu. Jako poslední je aplikována technika diferenciálního zobrazování (differential imaging), která využívá rozdílů barvy a polarizace světla odraženého od planety a záření hvězdy (tyto drobné rozdíly mohou být využity k odhalování dosud nepozorovatelných exoplanet). [2]

Přístroj SPHERE byl navržen a postaven následujícími institucemi: Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble; Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg; Laboratoire d’Astrophysique de Marseille; Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique de l’Observatoire de Paris; Laboratoire Lagrange in Nice; ONERA; Observatoire de Genève; Italian National Institute for Astrophysics coordinated by the Osservatorio Astronomico di Padova; Institute for Astronomy, ETH Zurich; Astronomical Institute of the University of Amsterdam; Netherlands Research School for Astronomy (NOVA-ASTRON) a ESO.

Během prvních pozorování přístrojem SPHERE bylo sledováno několik zkušebních objektů s použitím různých pracovních módů. Podařilo se pořídit dosud nejlepší záběr prachového disku kolem nedaleké hvězdy HR 4796A. Snímek zachycuje nejen prachový prstenec v mimořádných detailech, ale také znázorňuje, jakým způsobem je SPHERE schopen potlačit záři jasné hvězdy uprostřed záběru.

Po dokončení testování a vědeckého schválení bude přístroj SPHERE na konci roku 2014 dán k dispozici astronomům.

„Je to jen začátek. SPHERE je unikátní výkonné zařízení, které v následujících letech bezpochyby přinese řadu překvapivých objevů,“ dodává Jean-Luc Beuzit.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

[1] Většina dnes známých exoplanet byla objevena nepřímými technikami – měřením radiálních rychlostí hvězd nebo fotometricky – metodou tranzitů (měřením poklesu jasnosti hvězdy při přechodu planety přes její disk). Dosud bylo přímým zobrazením pozorováno jen několik exoplanet (eso0515, eso0842).

[2] Dalším, tentokrát docela jednoduchým, trikem, který přístroj SPHERE používá, je pořízení mnoha snímků daného objektu s jinak rotovaným zorným polem každého záběru. Útvary na snímku, které rotují společně se záběrem, jsou artefakty zpracování obrazu. Ty které zůstávají na stejném místě vzhledem k pozici hvězdy jsou reálné objekty.

autor Jiří Srba