Astronomie | Dalekohledy

Terraskop: Vědec navrhuje využít zemskou atmosféru jako obří astronomickou čočku

  • Astronom navrhuje využití zemské atmosféry jako obří čočky
  • Ta by měla sloužit pro pozorování vzdálených nebeských objektů
  • Vyžadovalo by to stavbu kosmického dalekohledu (Terraskopu), který by byl umístěn v ohnisku

Astronomové používají dva základní typy dalekohledů – čočkové (refraktory) a zrcadlové (reflektory). Všechny velké dalekohledy jsou zrcadlové. Technicky je možné vyrobit čočku o průměru maximálně asi jeden metr. Větší čočka by měla už tak velkou hmotnost, že by se deformovala. Čočka však nemusí být jen ze skla. Může být třeba také ze vzduchu!

Zemská atmosféra jako obří čočka Terraskopu

Čočka zjednodušeně řečeno nedělá nic jiného, než že láme světlo. Podobně se chová zemská atmosféra. Světelný paprsek z vesmíru postupně prochází stále hustějším prostředím. V důsledku toho nastává lom (refrakce) světla.

Důsledky refrakce můžete vidět při pozorování hvězdy, Slunce nebo Měsíce nad ideálním obzorem (moře). Vlivem lomu světla je objekt vidět nad obzorem, přestože je reálně pod ním.

Existuje hypotéza, že bychom mohli refrakci zemské atmosféry využít jako obří čočku. Stačí umístit kosmický dalekohled do ohniska ve správné vzdálenosti od Země.

Donedávna se předpokládalo, že problémů a překážek podobného řešení je tolik, že je technicky nemožné. Zemská atmosféra by měla jako obří čočka podléhat chromatické aberaci. Atmosféra také není dokonalým prstencem, obsahuje mraky, aerosoly a její hustota se mění v závislosti na teplotě.

Astronom David Kipping, který se jinak věnuje především exoplanetám a exoměsícům, ve své nové studii popsal možnosti tak zvaného Terraskopu a podle něj je technicky možný.

Kipping počítá s využitím dlouhých vlnových délek, protože pokud bychom pracovali s krátkými, leželo by ohnisko Terraskopu velmi blízko zemskému povrchu.

Pokud máme vlnovou délku, můžeme spočítat vzdálenost ohniska nebo spíše „ohniskové linie“, protože reálná vzdálenost bude závislá na hustotě atmosféry. Pokud se v rámci ohniskové linie posuneme dál, uvidíme paprsky lámané ve vyšších vrstvách atmosféry.

Minimální vzdálenost Terraskopu od Země je 330 tisíc kilometrů, což je asi 85 % střední vzdálenosti Měsíce od Země. Ideální je však umístit Terraskop dál od Země, protože pak můžeme pracovat s paprsky lámanými ve ve větších výškách, ve kterých je sice lom menší, ale také je tam méně mraků a vody – ta pohlcuje infračervené záření, což je přesně ta oblast, ve které by Terraskop alespoň částečně pracoval.

Jako ideální se pro Terraskop jeví librační centrum L1 systému Slunce-Země.  Librační centra (Lagrangeovy body) jsou místa, ve kterých se vyrovnávají gravitační a odstředivé síly soustavy. Bod L1 se nachází 1,5 milionů kilometrů od Země směrem ke Slunci. Pracuje v něm družice DSCOVR pro výzkum klimatu. Terraskop v této vzdálenost by pracoval s lomem světla ve výšce 13,7 km.

Má Terraskop vůbec smysl?

Terraskop by mohl vypadat jako klasický kosmický dalekohled. Je vhodné ho doplnit o koronograf, což znamená, že by dokázal odstínit kotouček Země. Podobně dnes družice pozorují sluneční korónu (odstíní sluneční kotouč). Další, ale výrazně náročnější, možností je tzv. starshade – clona by se nacházela v kosmickém prostoru před dalekohledem.

Je samozřejmě možné, že při případné realizaci Terraskopu narazíme na neřešitelné problémy. Pokud by však jeho stavba byla možná, vyplatila by se.

Dalekohled s hlavním zrcadlem o průměru 1 metru, což je méně než polovina průměru zrcadla Hubblova dalekohledu, by měl efektivní plochu jako dalekohled o průměru 150 metrů!

V Chile v současné době vyrůstá teleskop o průměru necelých 40 metrů, přičemž stometrový pozemský dalekohled by vyšel zřejmě na více než 30 miliard dolarů.

Terraskop by se nehodil pro pořizování fotografií (například povrchu vzdálených exoplanet), ale mohl by posloužit pro spektroskopická pozorování. Mohli bychom prostřednictvím něj studovat složení atmosfér vzdálených exoplanet, případně prostudovat jejich povrch na základě změn jasnosti (oceán odráží méně světla než povrch).

Reálnější je použít jako čočku celé těleso

Jako čočka se dá použít i celé vesmírné těleso. Svou gravitací totiž v souladu s teorií relativity ohne a zesílí světlo vzdáleného objektu. Na rozdíl od terraskopu to není teorie. Gravitační čočky se běžně používají pro pozorování vzdálených končin vesmíru nebo objevování exoplanet. Jako čočka se využije vzdálená hvězda nebo celá galaxie. Země je na gravitační čočku malá. Existuje ale úvaha, podle které bychom mohli použít Slunce.

Váš názor Další článek: Windows Defender je prý nejlepší antivirus, tvrdí AV-Test

Témata článku: Technika, Vesmír, Budoucnost, Země, Výzkum, Astronomie, Slunce, Atmosféra, Dalekohledy, Exoplanety, Hubble, Objevování, Zemská atmosféra, Chile, Ohnisko, David Kipping, Dalekohled, Pozorování, Čočka, Kosmický dalekohled


Určitě si přečtěte

Vyrobíme si falešný Mac mini za tisícovku. Stačí Raspberry Pi a 3D tiskárna

Vyrobíme si falešný Mac mini za tisícovku. Stačí Raspberry Pi a 3D tiskárna

** Vyzkoušíme Raspberry Pi 4 s iRaspbianem ** Operační systém vypadá skoro jako macOS ** Vše strčíme do vlastní stylové krabice

Jakub Čížek | 30

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 1

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

Je to dobré, cetky z AliExpressu budou nejspíše relativně levné i v roce 2021

** V roce 2021 začneme platit DPH i u laciného zboží z asijských e-shopů ** Daň ale budeme většinou platit už na e-shopech ** Nemusíte se bát zdlouhavého a drahého celního řízení

Jakub Čížek | 74

Na měsíc jsem opustil Google a potupně se zase vrátil zpět (komentář)

Na měsíc jsem opustil Google a potupně se zase vrátil zpět (komentář)

** Zkusil jsem se zbavit závislosti na vyhledávači od Googlu ** Jako alternativy posloužily Bing, Seznam a DuckDuckGo ** Mají své silné stránky, ale i nepřekonatelná negativa

Lukáš Václavík | 53

Velká datová loupež. Proč mají disky nižší kapacitu, než uvádějí?

Velká datová loupež. Proč mají disky nižší kapacitu, než uvádějí?

** Na disk nikdy neuložíte tolik dat, jak tvrdí výrobce ** Ajťáci si vymysleli vlastní jednotky jako mebibajt ** Zmatky vznikají i kvůli různým výjimkám

Lukáš Václavík | 104

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

** Huawei se loni dostal do křížku s USA ** Začal to proto zkoušet s konkurenčním operačním systémem ** Jmenuje se Deepin a před pár dny se dočkal nové verze

Jakub Čížek | 46

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

** Koronavirus donutil mnohé zaměstnance pracovat z domova ** V souvislosti s tím vzrostla poptávka po webových kamerách ** Webkameru ale nemusíte kupovat – stačí mobil a aplikace!

Karel Kilián | 15

Šest nejlepších služeb a aplikací pro automatizaci online světa a chytré domácnosti

Šest nejlepších služeb a aplikací pro automatizaci online světa a chytré domácnosti

** Nastavte si automatiku na každodenní rutinní záležitosti ** Propojte online služby a chytrou domácnost ** Vybrali jsme šest nejlepších služeb pro automatizaci

Karel Kilián | 15