Observatoř
Castel Gandolfo Počátkem
třicátých let však rozvoj Říma jako
moderního velkoměsta způsobil
přesvětlení a znečištění oblohy
nad observatoří v takové míře, že
nezbylo než pro vlastní pozorování
najít nové příhodnější
stanoviště. Na návrh papeže Pia XI.
bylo vybráno již zmíněné papežské
letní sídlo Castel Gandolfo, necelých
40 km jihozápadně od Říma. Nová
hvězdárna byla slavnostně otevřena v
září r. 1935 a vybavena třemi
dalekohledy od firmy Carl Zeiss z Jeny,
umožňujícími jak vizuální tak i
fotografické a spektroskopické
sledování objektů v Mléčné dráze.
Největším přístrojem hvězdárny v
Castel Gandolfo se stal 0,6 m zrcadlový
dalekohled.
Úspěšně se
rozvíjející práce nové hvězdárny
byla narušena válečnými událostmi v
letech 1943-44 a tak se její činnost
znovu rozběhla až po skončení druhé
světové války, zejména s příchodem
nového ředitele P. Daniela O°Connella,
S.J., který se soustředil zvláště na
pozorování zákrytových dvojhvězd.
Otec O°Connell se stal dokonce dvakrát
po sobě prezidentem příslušné
vědecké komise Mezinárodní
astronomické unie (IAU) a v r. 1967 byl
jedním z vatikánských delegátů na
XIII. valném shromáždění IAU v
Praze. V r. 1957 získala observatoř
širokoúhlou Schmidtovu komoru se
zrcadlem o průměru 1 m a zorným polem
5 x5 , vybavenou navíc objektivními
hranoly pro účely hvězdné
spektroskopie.
Významnou součástí
observatoře se stalo i muzeum s
unikátní sbírkou meteoritů. Meteority
totiž dělíme to tří hlavních
skupin, na meteority kamenné (těch je
zdaleka nejvíce), mnohem vzácnější
železo-niklové (též siderity) a
konečně na křehké a porézní
uhlíkaté chondrity - ty jsou daleko
nejvzácnější, neboť většinou
nepřežijí hypersonický průlet
zemskou atmosférou.
Právě na tento
vzácný typ se soustředila ve Vatikánu
hlavní pozornost a tamější sbírka
dnes obsahuje 450 uhlíkatých chondritů
- jde o zdaleka největší takovou
kolekci na světě. Sbírku nyní
spravuje bratr Guy Consolmagno, jenž
vystudoval ve Spojených státech na
prestižních univerzitách (MIT a
Harvard v Bostonu) a teprve ve věku 35
let se rozhodl vstoupit do jezuitského
řádu. Zabývá se sběrem meteoritů
zejména v Antarktidě, která se v
posledních dvaceti letech stala doslova
zaslíbenou zemí pro hledání
meteoritů (každý "kámen" ve
věčném ledu je nutně z kosmu) -
naprostá většina meteoritů ve
velkých sbírkách na světě pochází
dnes právě z Antarktidy.
Nová observatoř
v Arizoně
V sedmdesátých
letech však rostoucí světelné
znečištění začalo brzdit i provoz v
Castel Gandolfo, takže další ředitel
P. Patrick Treanor, S.J. začal uvažovat
o přestěhování hvězdárny na
vhodnější pozorovací stanoviště
někde v Itálii. Když se však jeho
nástupcem r. 1978 stal rodilý Američan
P. Dr. George V.
Coyne, S.J.,
navázala Vatikánská hvězdárna úzké
kontakty se Stewardovou observatoří
Univerzity v Arizoně v Tucsonu ve
Spojených státech, a tak se zrodila
myšlenka vybudovat novou hvězdárnu v
ideálním astronomickém prostředí v
některém arizonském pohoří.
Zásluhou sbírek amerických katolíků
byla v polovině osmdesátých let
založena Nadace Vatikánské
observatoře, jejím úkolem bylo
postavit moderní zařízení na vrcholu
Grahamovy hory asi 160 km
severovýchodně od Tucsonu ve výšce
3230 m n. m. uprostřed indiánské
rezervace kmene Apačů.
Vrchol hory byl vybrán
po pečlivém průzkumu pozorovacích
podmínek a kromě nového vatikánského
dalekohledu zde bude postaven i jeden z
největších dalekohledů světa LBT (z
angl. Large Binocular
Telescope), jenž bude na společné
montáži nést dvě 8,4 m zrcadla,
takže jeho astronomický výkon bude
lepší než u jednoho 11,8 m
zrcadlového dalekohledu, a to z toho
důvodu, že dvě oddělená zrcadla lze
využít také jako hvězdný
interferometr o základně dlouhé 22,8
m. (Dosud největší astronomické
zrcadlo - Keckův dalekohled na havajské
sopce Mauna Kea - má průměr zrcadla 10
m.)
Právě budování tohoto
obřího stroje však narazilo na odpor
arizonských "ekologů",
kteří se začali obávat o zachování
údajně vzácného poddruhu obyčejných
rezavých veverek na úbočí kopce. Těm
prý sice nevadí průmyslová těžba
dřeva, provozovaná na hoře (po dohodě
s Indiány) již desítky let, ale podle
mínění potrhlých ekologů by prý
mohla utrpět duševní rovnováha
veverek při pohledu na nezvyklé tvary
astronomických kopulí! Tuto absurdní
žalobu, možnou patrně jen ve
Spojených státech, vskutku řadu let
projednávaly obvyklým rozvláčným
tempem čím dál tím vyšší odvolací
soudy a konečně rozhodnutí o
výstavbě padlo až v r. 1998, když se
arizonská univerzita odvolala k
federálnímu soudu.
Stavba
dalekohledu VATT
Výstavba nového
vatikánského dalekohledu v Arizoně
však probíhala navzdory těmto
nečekaným komplikacím hladce. Hlavní
zrcadlo dalekohledu VATT (Vatican
Advanced Technology Telescope -
Vatikánský teleskop na základě
pokročilé techniky) má zcela
neobvyklé parametry - je totiž
nejsvětelnějším astronomickým
zrcadlem v dějinách při světelnosti
1:1 (fotografové vědí, o čem píšu).
K jeho zhotovení použil arizonský
astronomický optik Roger Angel svého
nového vynálezu - rotačního
odlévání skleněných astronomických
zrcadel.
Podle Angelova
receptu se sklovina v podobě malých
zlomků naskládala do sklářské pece,
kde se zvyšováním teploty změnila
během několika dnů v medově
viskózní kapalinu, když dosáhla
teploty 1180° C. V tu chvíli se začala
celá pec otáčet tempem skoro 7
obrátek za minutu, takže podle
známého Newtonova pokusu s kbelíkem
vody, zavěšeným na zkroucené
šňůře (tzv. Newtonovo vědro), se
hladina "kapaliny" působením
odstředivé síly vytvarovala jako
paraboloid - to je přesně ten tvar,
který mají astronomická zrcadla v
ideálním případě dosáhnout. Po
několika týdnech rotování při zvolna
klesající teplotě (jde o velmi
choulostivou operace, aby v
borosilikátovém skleněném disku
nenastala nežádoucí pnutí) tak vznikl
skleněný polotovar, který po
definitivním ochlazení mohl být rovnou
vyleštěn s neuvěřitelnou přesností
17 nm (necelé 2 stotisíciny
milimetru!). Odpadlo tak dlouhotrvající
broušení klasického rovinného
skleněného disku a ještě se
ušetřila drahá sklovina. Vatikánské
zrcadlo navzdory průměru 1,8 m má
přitom neuvěřitelně nízkou hmotnost
pouhých 560 kg. Primární zrcadlo bylo
připraveno k namontování do
dalekohledu již r. 1991.
Další novinkou bylo
použití dutého (konkávního)
sekundárního zrcadla, umístěného nad
primárním zrcadlem, ale až za
primárním ohniskem, podle návrhu
skotského matematika a astronoma Jamese
Gregoryho (1638-1675) z r. 1663. První
zrcadlové dalekohledy užívaly
uspořádání Isaaca Newtona z r. 1668,
kdy svazek paprsků, odražený od
parabolického primárního zrcadla, byl
odkloněn mimo tubus sekundárním
rovinným zrcátkem, skloněným pod
úhlem 45° .
Toto uspořádání má
však přes svou jednoduchost mnohé
nevýhody, takže dnešní velké
zrcadlové dalekohledy využívají
vypuklá (konvexní) sekundární zrcadla
umístěná v tubusu dalekohledu ještě
před ohniskem paprsků z primárního
zrcadla. Od povrchu sekundárního
zrcadla se pak odráží sbíhající se
svazek paprsků do otvoru uprostřed
primárního zrcadla, takže výsledné
(prodloužené) ohnisko dalekohledu se
nalézá těsně za zadní stěnou
primárního zrcadla, což neobyčejně
usnadňuje montáž přídavných
zařízení (kamer nebo spektrografů)
dalekohledu. Toto uspořádání vymyslel
r. 1672 francouzský katolický kněz
Laurent Cassegrain (1629-1693) a
používají ho téměř všechny
současné zrcadlové dalekohledy, neboť
výrazně zkracuje délku tubusu
dalekohledu a tím i rozměry kopule.
Cassegrainův systém se však uplatnil
také v radioastronomii.
Gregoryho systém má
však, jak se nyní ukázalo, proti
Cassegrainovu uspořádání jisté
přednosti právě tehdy, když je
primární zrcadlo velmi světelné, tj.
když jsou délka primárního ohniska a
průměr primárního zrcadla
srovnatelné. Překoná se tím
nejjednodušeji hlavní omezení
Cassegrainova systému, totiž velmi
malé zorné pole a ještě se získá na
světelnosti. VATT s Gregoryho
sekundárním zrcadlem má proto
výslednou světelnost dokonce 1:0,9,
což je nejlepší hodnota na světě.
Této výhody se užívá jednak pro
zkrácení expozičních časů a jednak
pro zobrazování plošných objektů
(galaxií a mlhovin) s nízkou plošnou
jasností. Přitom i ono sekundární
zrcadlo o průměru 0,4 m vyniká nízkou
hmotností pouhých 31 kg.
Jestliže se ušetří na
hmotnosti zrcadel, neobyčejně to
odlehčuje i mechanickou montáž
dalekohledu, a to zase znamená mnohem
nižší cenu celého zařízení.
Následkem toho má mechanická montáž
dalekohledu hmotnost pouhých 12 t
(např. ondřejovský dvoumetr, budovaný
ještě klasickou technikou firmy Carl
Zeiss, má zrcadlo o hmotnosti 2,4 t a
montáž má plných 85 t!) a kopule
dalekohledu průměru pouhých 7 m
(kopule v Ondřejově má průměr 16 m).
K zlevnění přístroje přispěla také
jednoduchá tzv. altazimutální
montáž, kdy jsou otočné osy
dalekohledu instalovány vodorovně a
svisle bez ohledu na zeměpisnou šířku
stanoviště. Donedávna se totiž velké
stroje zásadně umisťovaly na
paralaktické montáži, kde jedna osa
směřovala šikmo k nebeskému pólu (na
severní polokouli přibližně k
Polárce).
Výhodou paralaktické
montáže bylo mnohem jednodušší
mechanické navádění dalekohledu za
hvězdami, které se během expozice
kolem pólu otáčejí. Dnes však tato
výhoda s příchodem výkonných a
spolehlivých řídících počítačů
ztratila na významu. Počítače
dokáží spolehlivě zajistit plynulý
pohyb dalekohledu nestejnou a
proměnlivou rychlostí v obou
astronomických souřadnicích. Jak
patrno, nese VATT svůj název díky
použité nové technice zcela právem.
Veškeré náklady na stavbu VATT
dosáhly proto na dnešní poměry
nízké ceny 4 milionů dolarů.
|