Hubbleův teleskop slaví 35 let a vrací se k ikonické Orlí mlhovině

Existují vědecké nástroje, které přesahují svou primární funkci a stávají se kulturními fenomény, symboly lidské zvídavosti a touhy poznávat. Hubbleův vesmírný teleskop (HST) bezesporu patří mezi ně. Od svého vypuštění na oběžnou dráhu Země se stal našima očima ve vesmíru, které nám poskytly bezprecedentní pohled na kosmos a proměnily naše chápání vesmíru, galaxií, hvězd a planet. Letos v dubnu si připomínáme významné jubileum – 35 let nepřetržité služby tohoto neúnavného pozorovatele. A jak nejlépe oslavit takové výročí, než novým, úchvatným snímkem jedné z nejznámějších oblastí naší galaxie, kterou Hubble již jednou zvěčnil a navždy zapsal do povědomí veřejnosti? Řeč je o majestátní Orlí mlhovině.

Koncept vesmírného teleskopu, který by se vyhnul zkreslujícímu vlivu zemské atmosféry, se zrodil dlouho před vypuštěním Hubblea. Atmosféra sice chrání život na Zemi před škodlivým zářením z vesmíru, ale zároveň rozmazává světlo vzdálených objektů a omezuje náš pohled na vesmír v určitých vlnových délkách (například většinu ultrafialového a infračerveného záření pohltí). Umístění teleskopu nad atmosférou slibovalo mnohem ostřejší obrazy a možnost pozorovat vesmír v širším spektru. Myšlenka se postupně rozvíjela a v 70. letech 20. století získala konkrétní podobu v podobě projektu velkého vesmírného teleskopu. Pojmenování po slavném americkém astronomovi Edwinu Hubbleovi, který ve 20. letech 20. století svými pozorováními galaxií revolučně změnil naše chápání vesmíru, bylo více než příznačné.

Po letech plánování, vývoje a konstrukce byl Hubbleův teleskop konečně vypuštěn na nízkou oběžnou dráhu Země raketoplánem Discovery 24. dubna 1990. Očekávání byla obrovská. Bohužel, krátce po vypuštění se ukázalo, že hlavní zrcadlo teleskopu má drobnou, ale zásadní vadu – bylo vybroušeno s nepatrnou odchylkou od správného tvaru, což způsobovalo, že obrazy byly rozmazané. Pro vědeckou komunitu i veřejnost to bylo obrovské zklamání. Naštěstí byl Hubble navržen s ohledem na možnost servisu na oběžné dráze tehdy nově fungujícími raketoplány.

Přišla na řadu jedna z nejslavnějších a nejnáročnějších vesmírných misí v historii. V prosinci 1993 odstartoval raketoplán Endeavour na servisní misi STS-61. Astronauti během ní provedli neuvěřitelně složitou „operaci“ na oběžné dráze – nainstalovali na teleskop sadu optických korektorů nazvaných COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) a vyměnili některé přístroje. COSTAR fungoval jako „brýle“, které kompenzovaly vadu zrcadla a umožnily Hubbleu konečně dosáhnout jeho plného potenciálu a pořizovat snímky s bezkonkurenční ostrostí.

Tato první servisní mise byla zlomovým bodem. Hubble začal posílat na Zemi úchvatné, křišťálově čisté snímky vesmírných objektů, které dříve nebylo možné pozorovat s takovými detaily. A od té doby prošel Hubble ještě několika servisními misemi (celkem pěti, poslední v roce 2009), během nichž byly vyměněny starší přístroje za nové a výkonnější (např. kamery a spektrografy), opraveny poškozené komponenty a prodloužena jeho životnost. Každá nová mise přinesla vylepšení, která udržovala Hubble na špičce vědeckého poznání.

Za 35 let své služby poskytl Hubbleův teleskop nepřeberné množství dat a pořídil desetitisíce snímků, které zásadním způsobem ovlivnily téměř každou oblast astronomie. Mezi jeho nejvýznamnější příspěvky patří například:

Orlí mlhovina (též známá jako Messier 16 nebo M16) je obří oblast H II (tedy oblast ionizovaného vodíku), která se nachází v souhvězdí Hada, asi 6 500 až 7 000 světelných let od Země. Je to aktivní oblast, kde se intenzivně formují nové hvězdy. Uvnitř mlhoviny se nachází otevřená hvězdokupa, po níž mlhovina dostala své jméno (tvar na obloze připomíná orla). Hlavní slávu však Orlí mlhovině přinesl jiný útvar uvnitř ní.

V roce 1995 pořídil Hubbleův teleskop snímek části Orlí mlhoviny, který se stal okamžitě ikonickým a jedním z nejznámějších astronomických snímků vůbec. Zachytil masivní sloupy mezihvězdného plynu a prachu, které ve viditelném světle připomínají pilíře nebo sloupy. Tyto struktury, vysoké několik světelných let, jsou ve skutečnosti „školkami“ pro nově vznikající hvězdy. Uvnitř těchto hustých oblaků plynu a prachu se gravitačně hroutí materiál a tvoří zárodky hvězd. Intenzivní záření mladých, horkých hvězd vyzařovaných z okolí pomalu eroduje tyto sloupy a odhaluje nově vznikající hvězdy uvnitř. Snímek dostal výstižné jméno „Pilíře stvoření“ (Pillars of Creation) a objevil se na titulních stranách časopisů, v dokumentárních filmech a stal se symbolem krásy a dynamiky vesmíru.

Při příležitosti 35. výročí svého působení se Hubbleův teleskop vrátil k tomuto slavnému objektu a pořídil nový snímek Orlí mlhoviny. Nový snímek se zaměřuje na jinou část mlhoviny nebo nabízí odlišný pohled na „Pilíře stvoření“ či jejich okolí. Mohl být pořízen jinými přístroji na palubě teleskopu, které mají jiné detekční schopnosti nebo rozlišení, než přístroje použité v roce 1995. Mohl by například zobrazovat mlhovinu v jiných vlnových délkách (např. v infračerveném světle, které lépe proniká prachem a odhaluje skryté hvězdy) nebo s vyšším rozlišením díky novějším kamerám.

Nová pozorování slavných objektů mají v astronomii velký význam. Umožňují vědcům sledovat změny v průběhu času (i když v případě tak masivních struktur jako Pilíře stvoření by viditelné změny trvaly spíše tisíce let než desítky), získat nové informace pomocí modernějších přístrojů a porovnat data z různých pozorování, což vede k hlubšímu pochopení procesů probíhajících ve vesmíru. Nový snímek Orlí mlhoviny pro 35. výročí tak není jen krásným obrázkem k oslavě, ale i cenným vědeckým datem.

Technologie Hubbleova teleskopu byla ve své době revoluční. Jeho hlavní zrcadlo má průměr 2,4 metru, což je sice méně než u největších pozemních teleskopů, ale díky absenci atmosférického zkreslení dosahuje Hubble mnohem vyššího rozlišení. Na palubě teleskopu se nachází několik vědeckých přístrojů, včetně širokoúhlé kamery (Wide Field Camera 3 - WFC3), která pořizuje většinu úchvatných barevných snímků, a spektrografů, které analyzují světlo z objektů a poskytují informace o jejich složení, teplotě a pohybu. Tyto přístroje pracují v širokém rozsahu vlnových délek, od ultrafialového přes viditelné až po blízké infračervené záření.

Životnost Hubblea, která přesáhla původní očekávání, je svědectvím o genialitě jeho návrhu a úspěchu servisních misí. Bez možnosti oprav a modernizace na oběžné dráze by teleskop dávno ukončil svou činnost. Každá servisní mise vdechla teleskopu nový život a rozšířila jeho schopnosti. Poslední mise v roce 2009 byla obzvlášť úspěšná a zajistila, že Hubble může pokračovat ve vědeckých pozorováních i dlouho po původně plánovaném konci.

Odkaz Hubbleova teleskopu je obrovský. Změnil učebnice astronomie a poskytl nezapomenutelné snímky, které inspirují nové generace vědců a milovníků vesmíru po celém světě. Představil nám vesmír v celé jeho kráse a složitosti, od nedalekých planet v naší sluneční soustavě po ty nejvzdálenější galaxie na pokraji pozorovatelného vesmíru. Jeho data jsou stále intenzivně využívána vědci k nejrůznějším výzkumům.

Ačkoliv Hubble stále pracuje a poskytuje cenná data, jeho role ikonického vesmírného teleskopu postupně přechází na jeho následovníky. Tím nejvýznamnějším je bezesporu James Webbův vesmírný teleskop (JWST), který byl vypuštěn koncem roku 2021 a po zprovoznění začal v roce 2022 posílat svá první vědecká data. JWST je optimalizován pro pozorování v infračerveném spektru, což mu umožňuje nahlédnout do ještě vzdálenějšího a dřívějšího vesmíru, pozorovat první galaxie a hvězdy a zkoumat vznikající planetární systémy skryté v prachových oblacích. JWST je nástupcem Hubblea v tom smyslu, že posouvá hranice našich pozorovacích schopností, ale neznamená to konec Hubbleovy éry. Oba teleskopy pracují v různých vlnových délkách a mají odlišné schopnosti, a proto se skvěle doplňují. Vědci často kombinují data z obou teleskopů, aby získali co nejúplnější obraz o zkoumaných objektech.

Kromě JWST jsou plánovány a vyvíjeny i další budoucí vesmírné teleskopy, které se zaměří na různé oblasti elektromagnetického spektra a budou mít specifické cíle, například hledání exoplanet podobných Zemi nebo studium temné energie a temné hmoty. Ale žádný z nich zatím nenese tak silnou symbolickou váhu a nemá takovou historii přímého kontaktu s lidmi prostřednictvím servisních misí jako Hubble.

35 let na oběžné dráze je neuvěřitelný úspěch pro jakýkoli vědecký přístroj, natož pro tak komplexní a náročný jako vesmírný teleskop. Hubbleův teleskop překonal technické potíže, přežil v drsném prostředí vesmíru a díky pravidelné péči a modernizaci pokračuje v posouvání hranic našeho poznání. Jeho nový snímek Orlí mlhoviny je nejen krásným dárkem k jeho výročí, ale i připomínkou toho, že i po třech a půl desetiletích má tento legendární teleskop stále co nabídnout a jeho práce ještě zdaleka neskončila.

Oslava 35 let Hubbleova teleskopu je oslavou lidské vynalézavosti, inženýrského umu a neukojitelné touhy nahlédnout dál a hlouběji do nekonečných prostorů vesmíru. Je to připomínka toho, že investice do vědy a výzkumu se vyplácejí a že nám umožňují odhalovat tajemství, která před námi byla po staletí skryta. A zatímco Hubble bude jednou muset nevyhnutelně ukončit svou misi, jeho odkaz bude žít dál ve objevech, které umožnil, a v inspiraci, kterou poskytl milionům lidí.