Mezinárodní rentgenový dalekohled se řešil v Praze
Kosmické agentury Evropy, USA a Japonska se spojily ve vývoji nového kosmického dalekohledu. Měl by být vypuštěn v roce 2013 a bude se specializovat na sledování rentgenového záření z vesmíru. Na 40 zástupců spolupracujících institucí se sešlo minulý týden v Praze.
Od úterý 2. do soboty 6. prosince se v pražské vile Lanna konalo mezinárodní setkání odborníků na výzkum rentgenového záření z vesmíru a vývoj rentgenové optiky. Účastníci ze 7 zemí diskutovali o vývoji nového rentgenového dalekohledu IXO - International X-ray Observatory, česky Mezinárodní rentgenové observatoře.
Organizátory pracovního setkání byly Astronomický ústav Akademie věd České republiky, v. v. i. a České vysoké učení technické v Praze. Mezinárodní setkání proběhlo pod záštitou rektora ČVUT, který se také spolu s ředitelem Astronomického ústavu zúčastnil slavnostního zahájení.
Hlavním organizátorem setkání byl doc. René Hudec, vedoucí Skupiny astrofyziky vysokých energií Stelárního oddělení Astronomického ústavu AV ČR. Předsedou vědeckého organizačního výboru semináře byl prof. Martin Elvis z Harvard Smithsonian Center for Astrophysic v USA. Ten pro ČRo Leonardo ochotně poskytl rozhovor.
Co je to IXO?
M. Elvis: IXO je Mezinárodní rentgenová observatoř. Mezinárodní je proto, že se do její stavby zapojilo více organizací. Původně chtěla Evropská kosmická agentura vypustit svůj vlastní dalekohled XEUS. Naproti tomu NASA měla projekt zvaný Constellation X. Oba projekty byly několik let v počátečních stadiích vývoje a odborníci, kteří na nich pracovali, si uvědomili, že mají mnoho společného. V létě letošního roku obě komunity vědců a inženýrů došly k závěru, že bude mnohem lepší spojit své síly a finanční prostředky a vybudovat jen jednu observatoř.
Udělejme si představu, jak velká bude tato Mezinárodní rentgenová observatoř?
M. Elvis: No ono je to stále ještě předmětem diskuzí. Každopádně to bude velmi dlouhý dalekohled. Už zmiňovaný evropský dalekohled XEUS měl být dlouhý 50 metrů. Přesněji řečeno měl být rozdělen na dvě části a detektor od zrcadla měl být vzdálen těch 50 metrů. Z odborných diskuzí zatím plyne, že dalekohled IXO by měl být dlouhý asi 25 metrů.
Kdy vznikla myšlenka vytvořit observatoř IXO?
M. Elvis: Vůbec první nápad vytvořit velký rentgenový dalekohled s velkou sběrnou plochou pro světlo, je už poměrně starý. Vznikl v sedmdesátých letech minulého století ve skupině, kterou vedl Riccardo Giacconi. To je nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2002 za objev vesmírných rentgenových zdrojů pomocí družice UHURU. Jeho skupina získala v letech 1970 až 1973 kontrakt na stavbu velké rentgenové kosmické laboratoře, ale z projektu z finančních důvodů sešlo. NASA raději věnovala peníze na projekt Viking. Ale Giacconi se své myšlenky rentgenového dalekohledu nevzdal a jeho vytrvalost vedla k vypuštění velmi úspěšné družice Chandra v roce 1999. Nicméně to ještě nebylo splněním hlavního cíle. Je těžké vybudovat dalekohled, který bude mít zároveň velké úhlové rozlišení a zároveň velkou plochu optiky. NASA dala v případě Chandry přednost lepšímu rozlišení. IXO ale bude mít zároveň velké rozměry a zároveň skvělé rozlišení. Sen Riccarda Giacconiho se tedy začal realizovat zhruba před 10 lety, kdy NASA začala pracovat na projektu Constellation X a Evropa na dalekohledu XEUS.
Dá se říci, kolikrát bude IXO lepší než Chandra?
M. Elvis: To možné říci je. Tím nejpodstatnějším rozdílem bude velikost plochy, která bude zachycovat rentgenové záření. Dalekohled IXO bude v tomto směru desetkrát nebo dvacetkrát větší. Družice Chandra má poměrně malou plochu, asi jako list papíru. Plocha má naprosto zásadní vliv na množství světla, které dokážeme zachytit od různých rentgenových zdrojů ve vesmíru. Čím více světla, tím podrobnější výzkum. Více světla totiž umožní rozdělit ho na spektrální barvy a v nich studovat spektrální čáry jednotlivých prvků a molekul. Spektrograf bude v podstatě tím nejdůležitějším přístrojem na dalekohledu IXO. Další výhoda větší plochy je, že stejné množství světla na ni dopadne za mnohem kratší dobu. To bude mít obrovský vliv na výzkum rentgenových zdrojů. Ty se totiž mění poměrně rychle, protože se jedná o rozměrově poměrně malá tělesa, jako jsou neutronové hvězdy a černé díry kolem nichž krouží hmota na časové škále pouhých minut. Kratší expoziční doby nám tedy umožní sledovat i tyto rychlé změny. Takže když to shrnu, IXO nám významně zlepší kvalitu spektroskopie a zvýší časové rozlišení měření.
Jaké objevy předpokládáte, že by IXO mohl přinést?
M. Elvis: Ty opravdu největší objevy jsou takové, které se předvídat nedají. To už nám praxe mnohokrát ukázala. Ale máme samozřejmě seznam úkolů, které s družicí chceme plnit a máme jistá očekávání, s čím by družice IXO mohla pomoci. Máme například náznaky o tom, jak materiál obíhá velmi těsně kolem černých děr. Jedná se o superobří černé díry v centrech galaxií, které mají hmotnost milionů Sluncí. Takovým galaxiím říkáme, že mají aktivní galaktická jádra. Ze současných pozorování se zdá, že materiál obíhá černou díru ve vzdálenosti jen několikrát převyšující tzv. horizont událostí. Ale důkazy, které dnes máme, jsou předmětem debat. Vědci vytváří řadu teorií, často velmi odlišných. A to všechno jen proto, že současné rentgenové dalekohledy jsou nedostatečné. A teď si představte, že se na stejný objekt podíváte dvacetkrát větším dalekohledem. Najednou spoustu věcí uvidíte na první pohled. Budeme tak moci zkoumat a prověřovat např. Einsteinovu obecnou teorii relativity. No anebo uvidíme něco úplně jiného a dostaneme od přírody lekci.
Kdy by měl být dalekohled IXO vypuštěn?
M. Elvis: Mělo by to být někdy kolem roku 2013, což tedy není vůbec vzdálená budoucnost. Zabralo dost času dalekohled vybudovat a stále ještě máme nějaké úkoly před sebou. Ale IXO nezačíná od nuly, jak jsem řekl, navazuje na dva již vyvíjené evropské a americké dalekohledy. Všechno nicméně vyřešeno není, zejména rentgenová optika dalekohledu. To je ostatně jeden z důvodů, proč jsme se sešli na pracovním setkání zde v Praze. Česká republika má totiž odborníky na rentgenovou optiku a sešli se tu další odborníci z celého světa, aby společně některé problémy vyřešili.
Myslíte si, že toto pražské pracovní setkání je pro vybudování družice důležité?
M. Elvis: Myslím, že ano. Díky tomuto workshopu se mohli setkat lidé, kteří ve světě vyvíjí rentgenovou optiku. Většinou nemají tolik příležitostí se touto problematikou zabývat, protože na to na velkých konferencích není dostatek prostoru. Pracovní setkání takovéhoto druhu jsou novou myšlenkou a já doufám, že to bude celá série setkání.
E-shop Českého rozhlasu
Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.
Václav Žmolík, moderátor
Tajuplný ostrov
Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.
