Ostřejší snímky černých děr by mohly přinést kosmické radioteleskopy

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

Dubnový radiosnímek černé díry sice řadu laiků a odborníků nadchl, nenulový počet lidí si však stěžoval na určité "rozmazání" obrazu. Ačkoliv by se zaostřením mohla pomoci další budoucí měření, která by trvala déle nebo využívala více radioobservatoří, smutnou skutečností zůstává, že Země astronomy v pozorování poněkud limituje. Nejenže má otravnou atmosféru a zdroje světelného (i jiného) znečištění, ale navíc rotuje kolem své osy! Kosmický prostor proto slibuje zcela jinou kvalitu astronomických pozorování.    

Vývoj Hubbleyova teleskopu trval zhruba dvacet let

Vývoj Hubbleyova teleskopu trval zhruba dvacet let,zdroj: NASA

To samo o sobě samozřejmě není tak překvapivé - to, že prostředí mimo Zemi dovoluje vyšší kvalitu pozorování, tuší odborníci minimálně od roku 1946, a veřejnost pak nejpozději od konce 90. let. V roce 1946 totiž astronom Lyman Spitzer publikoval článek postupující výhody mimozemských observatoří - v 90. letech pak došla praktickému naplnění jeho původní vize pomocí slavného Hubbleova kosmického teleskopu.

Lze však rozhodně jít dále. Čerstvá studie pod vedením Freeka Roelofse z Radboud University si představuje, jak kosmické prostředí využít pro přesnější a ostřejší budoucí snímky černých děr. Stejně jako v dubnovém snímku z dílny Event Horizon Telescope (EHT) by totiž podobu okolí singularity snímkovalo několik observatoří najednou - pokud bychom je ale dostali za hranice naší planety, jejich přesnost by se mohla až pětinásobně zvýšit.

Modelovým příkladem Roelofsovy práce je umístění dvou až tří satelitů na kruhovou oběžnou dráhu kolem Země. Podobně jako EHT by prováděly pozorování černých děr. Činily by tak ovšem v zásadě automatizovaně a ve velkém. Zatímco v případě EHT bylo problém sladit lidské týmy po dobu týdenního pozorování, satelity by stejnou práci realizovaly snáze - a to hned z několika důvodů. Například by díky rychlé oběžné dráze měly daleko menší problém s tím, zdali je observatoř na "správné" straně planety.

"Existuje mnoho výhod pro používání satelitů namísto radioteleskopů na Zemi," sdělil Roelofs, "Ve vesmíru můžete provádět pozorování na vyšších rádiových frekvencích, protože frekvence ze Země jsou odfiltrovány atmosférou. Vzdálenosti mezi dalekohledy ve vesmíru jsou také větší."

Evropská kosmická agentura, která se na studii podílela, odhaduje proveditelnost takového projektu jako realistickou. Konstelace podobných radioobservatoří by nebyla bez vlastních výzev. Už jen předávání naměřených informací na Zemi by vyžadovalo vysokorychlostní spojení, otázkou je také efektivní zdroj energie. Výrazné zostření pozorování a jeho automatizace by za to ale stála - modely vyšší citlivosti nejlépe shrnuje projekce na obrázku níže. Momentálně jsou nicméně podobné družice jenom "na papíře". Je přitom nejisté, zdali po jejich realizaci nějaká agentura doopravdy sáhne.

Citlivost radioteleskopu na Zemi vs. v kosmu

Kosmická budoucnost astronomie

Obří kosmické radioteleskopy však nejsou jedinou možností, kterak v budoucnu výrazně navýšit astronomické schopnosti. Nejčastěji se stran kosmických observatoří mluví o výhodě ve formě absence atmosféry a jiných ruchů. Ve skutečnosti neméně významná je však i šance budovat právě obří virtuální superteleskopy využívající velké vzdálenosti. Skoro se chce říct, že podobné projekty musejí být umístěné mimo Zemi, protože na Zemi pro ně vlastně není místo.

Uvažuje se tak například o supercitlivém detektoru gravitačních vln, který by spočítal v síti satelitů spojených laserovými interferometry. Dnes totiž detekujeme gravitační vlny v zásadě tak, že na Zemi sledujeme změny kilometr dlouhého laserového paprsku. Ve vesmíru by ale podobné paprsky mohly mít klidně stovky kilometrů. Nebylo by to bez nevýhod, součet kladů by však na problémy převážil. Prozatím je ale tento projekt u ledu. Uvidíme, jak dlouho u něj také zůstane.

Nejenom virtuální observatoře (tedy využívající informačně propojeného roje družic) mají ale smysl. NASA momentálně studuje i možnost vybudování kilometrového optického teleskopu (spolu a dalšími navazujícími spektry) mimo povrch Země. Jeho technologie by spočívala v nafukovacích konstrukcích, díky nimž by v mikrogravitaci podobná konstrukce mohla narůst doslova do obřích rozměrů. Vlastně by ani nevadilo, že zrcadlo teleskopu nebude tak precizní jako na Zemi - bohatě by jej totiž vynahradila velikost.

U všech výše uvedených nápadů platí, že momentálně nejsou ještě ani v kolébce. Vývoj Hubbleova teleskopu probíhal od 70. let do let 90., kdy se teleskop dočkal vynesení do kosmu. Podobně již dvě dekády vzniká jeho nástupce jménem Webbův teleskop. Pokud bude podobná prodleva existovat i v budoucnu, virtuálních kosmických observatoří či nafukovacích monster se dočkáme nejdříve po roce 2050. Rozhodně však platí, že budoucnost astronomie nepatří Matičce Zemi - za ostřejšími snímky vesmíru se budeme muset definitivně vydat do jeho náruče!

Studie byla publikována v Astronomy & Astrophysics

Tagy: Vesmír věda a technika radioteleskop věda a poznání Hubble černé díry