Co je ALMA a co vidí v chladném vesmíru?
ALMA nevypadá jako běžný dalekohled. Tvoří ji soustava antén na náhorní plošině v Chile, které společně zachycují milimetrové a submilimetrové záření. Díky tomu zkoumá i chladný plyn a prach, které ve viditelném světle snadno přehlédneme.
© / kredit: ESO/C. Malin · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: zmenšení, doplnění rámečku a kreditu.
Kde stojí a proč právě tam
Název ALMA znamená Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Soustava má 66 antén a nachází se na plošině Chajnantor v severním Chile, přibližně 5 000 metrů nad mořem. Provoz vznikl mezinárodní spoluprací Evropy, Severní Ameriky a východní Asie s Chile.
Vysoká a velmi suchá lokalita není jen zajímavostí. Vodní pára v atmosféře pohlcuje část záření, které ALMA potřebuje měřit. Čím méně jí stojí v cestě, tím příznivější mohou být podmínky pozorování. Ani zde ale nejsou všechny noci a všechna pásma stejně dostupné.
Proč používá tolik antén
ALMA kombinuje signály více antén metodou interferometrie. Z jejich vzájemného porovnání lze rekonstruovat rozložení záření na obloze. Antény lze rozmístit do různých sestav, v nejrozsáhlejší až na vzdálenosti přibližně 16 kilometrů.
Větší rozestupy umožňují rozlišit jemnější struktury, ale nejsou automaticky nejlepší pro každý cíl. Pro rozsáhlé slabé objekty jsou důležité i kratší vzdálenosti mezi anténami a doplňující měření. Výsledek je rekonstrukcí z naměřených signálů, nikoli fotografií pořízenou jedním objektivem.
Základna je vzdálenost mezi dvojicí antén nebo teleskopů. Při stejné vlnové délce delší základny poskytují informaci o jemnějších úhlových detailech; k rekonstrukci obrazu potřebujeme různé délky a orientace. Krátké základny jsou důležité pro rozsáhlejší struktury. Není to rozmístění konkrétní soustavy ALMA či VLTI.
© / kredit: Kosmologické novinky · Zdroj · Odborný podklad · CC BY 4.0 · Úpravy: vlastní schéma.
Co nám říká plyn a prach
Prach vyzařuje tepelné záření a molekuly v plynu mají charakteristické spektrální čáry. Měřením jejich poloh, intenzit a profilů lze zkoumat složení, teplotu i pohyb materiálu. Důležité jsou například molekuly oxidu uhelnatého, které pomáhají sledovat molekulární plyn.
ALMA proto doplňuje optické a infračervené teleskopy. Oblast, která ve viditelném světle působí temně kvůli prachu, může být v jejím pozorovacím oboru výrazná. „Temný“ na běžném snímku tedy neznamená „bez hmoty“.
Konkrétní příklad: prstence kolem HL Tauri
V roce 2014 ALMA zveřejnila mimořádně podrobný obraz disku kolem mladé hvězdy HL Tauri. Ukázal soustavu jasných prstenců oddělených mezerami. Pozorování pomohlo změnit představy o tom, jak brzy mohou v mladých discích vznikat složité struktury.
Jednou z možností je působení vznikajících planet. Samotná mezera ale není automatickým potvrzením planety. Rozložení prachu ovlivňují i další procesy a správný výklad vyžaduje další měření a modelování. Snímek ukazuje záření materiálu v disku, nikoli detailní portréty nově vzniklých planet.
Od planet k vývoji galaxií
ALMA měří plyn a prach také ve vzdálených galaxiích. Tyto složky souvisejí s tvorbou hvězd a s tím, jak galaxie získávají a spotřebovávají svůj materiál. Spektrální čáry navíc pomáhají určovat jejich rudé posuvy a pohyb plynu.
Srovnání s optickými a infračervenými daty dovoluje sestavit úplnější obraz galaxií v různých obdobích kosmické historie. ALMA tím přispívá ke kosmologii, přestože není univerzálním přístrojem na měření všech složek vesmíru a přímo nefotografuje temnou hmotu.
Zdroje a další čtení
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Barevný prstenec na snímku z ALMA nemusí být viditelným světlem ani oběžnou dráhou konkrétní planety. Popisek a měřené spektrální pásmo pomohou poznat, zda se díváte na rozložení prachu, záření molekul nebo například mapu rychlostí plynu.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)