Noc fyzika 2400 metrů nad mořem, část 1

Tentokrát se z kanadského dolu přesuneme o 4,5 km výše do jihoamerických And. V rámci svého profesního vzdělávání jsem strávil celkově rok na jižní polokouli na astronomické observatoři La Silla ve výšce 2400 metrů nad mořem. Tato evropská observatoř se nachází v chilské poušti Atacama, na jednom z nejsušších míst na světě a zcela izolována od civilizace. Zatímco práce ve SNOLABu byla neobvyklá zkušenost po fyzické stránce, tak samota pod hvězdami je také silně duchovní zážitek.

La Silla je nejstarší observatoří Evropské jižní observatoře (ESO), organizace založené v roce 1962 a sdružující momentálně 16 evropských států včetně České republiky. Cílem bylo postavit základnu pro velké astronomické dalekohledy někde na jižní polokouli, poněvadž v té době se prakticky všechny větší teleskopy nacházely na severní polokouli, což omezovalo možnosti zkoumání objektů na obloze. Například centrum naší galaxie, Mléčné dráhy, je viditelné pouze z jižní polokoule a pokud jste sledovali letošní Nobelovku za fyziku, tak byla udělena právě za pozorování “naší” černé díry, Sagittarius A*, v centru Mléčné dráhy pomocí dalekohledů ESO. Vypadá to, že Redguy se kolem těch Nobelovek motá nějak často, tak snad mu to taky jednou cinkne. Chilská poušť Atacama byla vybrána kvůli svému podnebí, pro astronomické pozorování je ideální co nejmenší vrstva vzduchu, protože perturbace v atmosféře způsobují zkreslení obrazu a z bodového zdroje, jakým jsou hvězdy, se stane rozmazaná mihotavá skvrna.

Podnebí má mnohem větší vliv než technika, můžete mít sebelepší superdrahý obří teleskop a stejně si tím nevylepšíte rozlišení, představte si to jako snahu pozorovat něco v létě těsně nad silnicí přes tetelící se vzduch. Situaci významně zhoršuje vysoká vlhkost vzduchu, takže nejlepší místo na optický teleskop je někde vysoko v horách v suchém podnebí, kde je minimální výskyt mraků, které by vám kazily pozorování. Nutností je ještě vyhnout se světelnému znečištění od velkých měst, které ozařují obzor. Tedy, nejlepší místo je samozřejmě mimo atmosféru, proto taky Hubble, ačkoliv prcek v porovnání s teleskopy, které budu popisovat později, má tak skvělé obrázky z hlubokého vesmíru a mezi optickými dalekohledy vidí nejdále. Na Zemi je pak nejlepší místo na pozorování Antarktida, ač pokrytá sněhem, tak vzdušná vlhkost je téměř nulová, a nějaké teleskopy tam opravdu jsou. Bohužel logistika a podmínky pro práci jsou poněkud extrémní a malinko finančně náročnější, takže ESO zvolilo schůdnější variantu. Chile je totiž druhá “nejlepší” možnost, Andy poskytují více než dostatečnou nadmořskou výšku a Atacama je po polárních oblastech nejsušší místo na naší planetě, je natolik nehostinná, že na některých místech nepřežijí ani mikroby.

Máme tam nadmořskou výšku, extrémní sucho, izolovanost od světel měst a perfektní pozorovací podmínky s poměrem více než 300 jasných nocí v roce. Po observatoři La Silla tedy ESO staví v devadesátých letech trochu severněji observatoř Paranal, kterou můžete znát z bondovky Quantum of Solace, a po přelomu tisíciletí si v nadmořské výšce přes 5 kilometrů postavila síť rádiových teleskopů ALMA. Obě tyto observatoře využívají principu interferometrie, tedy skládání obrazů z několika stejných teleskopů, což funguje jako pozorování jedním větším zařízením. Pokochat se a získat první náhled toho, co myslím tím duševním zážitkem při pohledu na oblohu, jakou téměř nikde jinde nezažijete, můžete třeba tady. Ten zářivý velký mrak je zmiňovaná Mléčná dráha.

Momentálně v Atacamě ESO staví také největší optický dalekohled na světě – ELT (Extremely Large Telescope), který bude mít průměr primárního zrcadla 40 m. Pro představu, největší současné teleskopy mají průměr zrcadel 10 metrů, takže ELT bude mít 16x větší plochu, což je solidní skok. Cena je solidní taky, přes 30 miliard korun, a to je zatím jen odhad. Technická zajímavost, z jednoho kusu jsou zrcadla o průměru maximálně něco málo přes 8 metrů, všechna větší jsou segmentovaná, většinou z šestiúhelníkových částí. U těchto rozměrů dochází při naklánění teleskopu k deformacím konstrukce teleskopu i zrcadla, takže je usazeno na aktivních podpěrách, které neustále korigují jeho tvar. ESO mělo v plánu postavit původně teleskop OWL (OverWhelmingly Large telescope) s průměrem zrcadla naprosto šílených 100 m. Z toho nakonec kvůli technickým a zejména finančním překážkám sešlo. U optických teleskopů totiž samotný teleskop tvoří zhruba jen půlku nákladů, druhou půlku sežere kopule a tady už by se jednalo spíš o otevírací otočný stadion.

Ale zpátky na La Silla, tam je technika poplatná stáří observatoře, takže mezi tři největší teleskopy patří 3.6 m ESO teleskop, 3.5 m NTT a 2.2 m MPG/ESO teleskop. Ten první je velmi úspěšný lovec exoplanet, obíhajících vzdálené hvězdy. NTT byl zase testovací prototyp pro čtyři obří teleskopy na observatoři Paranal, kromě poměrně neobvyklé kopule se na něm testovala výše zmíněná aktivní optika. Celkově je na observatoři přes deset teleskopů, jelikož nechat na takovém místě ležet kopuli ladem by bylo škoda, takže staré dalekohledy jsou nahrazovány novými. Ne všechny patří ESO, jsou tam i “soukromé” dalekohledy evropských univerzit, které jen využívají infrastrukturu observatoře. Ono mít jídlo, ubytování, vodovod a elektřinu uprostřed pouště se docela hodí. ESO už několikrát uvažovalo o uzavření La Silla, protože potřebovali prachy na stavbu ALMA a ELT, ale La Silla je za relativně malé náklady natolik produktivní ve vědeckých publikacích, že se zatím naštěstí vždy spokojili jen se snížením rozpočtu.

Jak to na ESO observatořích funguje, když vlastně socialisticky patří všem? Pokud tam nemáte vlastní dalekohled, tak musíte napsat žádost vědecké komisi, kde sdělíte, co chcete pozorovat, kolik nocí, na kterém teleskopu a na kterém jeho detektoru. Pokud budete úspěšní, ESA vám zařídí cestu do Chile a pobyt na observatoři. Samotné Chile má za poskytnutí pozemků nárok na 10% pozorovacího času pro vědce ze svých univerzit. Na novějších observatořích pak dáte obsluze seznam objektů a jen kontrolujete data, častokrát ani nemusíte do Chile a pozorování se udělá na dálku. To na La Silla si to musíte oddřít buď úplně sami, nebo máte jen operátora teleskopu, který se stará o dalekohled, ale pozorování a obsluha detektoru je na vás. Celkově je to na La Silla takové oldschool a mnohem více uvolněnější až punkové, ale k tomu se ještě dostaneme. My měli zajímavou kombinaci vlastního detektoru a teleskopu patřícího napůl ESO, takže nebyla nouze o hádky, kdo zrovna bude pozorovat. Každopádně to znamenalo, že jsme o pozorovací čas nemuseli žádat, ale někdo od nás tam byl nonstop. Střídali jsme se obvykle po třech až pěti týdnech, já absolvoval celkem 11 turnusů a strávil jsem tak na La Silla celkově zhruba rok svého života. Než vám jej popíšu, musíme se tam nejdřív dostat, což je zážitek sám o sobě.

Nejdříve vlakem nebo letadlem do Frankfurtu, odkud létaly chilské aerolinky LAN přes Madrid do Santiago de Chile. Doba letu byla docela brutálních 2,5 + 13,5 hodiny, po kterých následoval přestup na čtvrté letadlo ze Santiaga do La Sereny. To byl naštěstí ani ne hodinový let, ale i tak jsem býval v téhle fázi už ve stádiu klinické smrti. Ono Chile je geograficky zajímavý stát, je to vlastně šíleně dlouhá nudle vmáčknutá mezi Pacifik a Andy, táhne se vertikálně skoro 4300 km s průměrnou šířkou jen kolem 200 km. Díky tomu křižuje několik podnebných pásem od pouští na severu až po arktické oblasti na jihu. Je to opravdu neuvěřitelně zajímavá země a rozhodně doporučuji ji navštívit, zejména Patagonii na jihu. Každopádně díky tvaru a vzdálenostem tu funguje vnitrostátní letecká doprava spíš ve stylu autobusu, v La Serena s vámi pár lidí vystoupí, pár zas nastoupí a letadlo během pár desítek minut frčí dál na sever. Ani v La Sereně to bohužel nekončilo, jak jsem psal, La Silla je mimo civilizaci, takže na letišti na mě čekal taxikář a jelo se další 2,5 hodiny 160 km na observatoř. Zpočátku se jede podél pobřeží oceánu po Ruta 5, nejdelší dálnici světa, a nakonec se uhne do vnitrozemí.

Za odbočkou začíná 35 km dlouhá cesta na observatoř, nejdříve šotolina, následně asfaltka. Z toho posledních 20 km se nastoupá 1400 m, vlastně stejný profil, jako má slavný závod do vrchu Pikes Peak. Ostatně ze stáří taxíků a stylu jízdy jsem měl častokrát pocit, že za volantem sedí Ari Vatanen.

Mimochodem, kousek za odbočkou z dálnice je u silnice k observatoři letiště, které dříve sloužilo pro rychlejší dopravu na observatoř, ale jak už to tak pár posledních desetiletí bývá, sebemenší zábavu, pardon riziko, v našich životech je nutné eliminovat, takže se holt jezdí 3 hodiny autem. Pokud tedy vše dobře navazovalo, tak jsem již po 30 hodinách urputného cestování mohl stanout na vrcholu Cerro La Silla a užít si výhled na nekonečné hory kolem dokola.

Výhled je to dost nevšední, Atacama není klasická písečná poušť, všude jsou samé šutry, hory okolo nemají ostré vrcholy pokryté sněhem, působí spíš jak kopečky. Díky minimální vlhkosti je pocitová teplota v létě i v zimě velmi příjemná, vzduch je krásně čistý, i když je už po pár krocích cítit, jak je řídký. Nicméně už po prvním příjezdu mě La Silla ohromila, nezvyklé ticho, nekonečná krajina bez jediného stromu, budovy nebo člověka. V Česku když vyrazíte jakýmkoliv směrem, tak maximálně do pár hodin narazíte na cestu, vesnici, pole. Tam máte pocit, že před nevyhnutelnou smrtí žízní nepotkáte naprosto nic než další kopec a šutry (pamatujete na scénu s olejem z oné Bondovky?). Ale jelikož jsem se jako vždy zakecal, tak o samotném pobytu zase až příště.