Extrémně velký dalekohled

Dalekohled bude využívat novou optickou koncepci s celkem pěti zrcadly.[2] Tento počet zrcadel (současné velké dalekohledy mají obvykle tři zrcadla) byl zvolen především kvůli zkrácení celkové délky dalekohledu.

• Primární zrcadlo bude složeno z 798 šestiúhelníkovitých segmentů o průměru 1,4 m a tloušťce 5 cm, které dohromady představují odraznou plochu o celkové velikosti 978 m². Vnější průměr soustavy bude 39,3 m, uvnitř bude prostor bez zrcadel o průměru 10,4 m. Systém bude vybaven aktivní optikou, která bude korigovat tvar zrcadla při náklonu nebo při změně teploty.
  Zrcadla budou vyrobena ze Zeroduru, sklokeramického materiálu s velmi nízkou tepelnou roztažností, který zaručuje zachování tvaru zrcadla i při větších změnách teploty.[5] Povrch zrcadla bude vybroušen s přesností 15 nm a pokoven vrstvou stříbra nebo hliníku.
  Kromě 798 segmentů zrcadla, které budou umístěny v dalekohledu, bude vyrobeno ještě 133 záložních, které budou použity především k náhradě těch segmentů hlavního zrcadla, u kterých se zhorší odrazivost. U vyměněných prvků se odstraní kovová vrstva a opět se nanese nová. Počítá se s tím, že toto pokovování bude probíhat v servisním středisku na úpatí hory Cerro Armazones, na které bude dalekohled umístěn.

• Sekundární zrcadlo bude monolitické o průměru 4,2 m.[6] S tímto průměrem půjde o největší sekundární zrcadlo v dalekohledu a také o největší konvexní zrcadlo, jaké kdy bylo vyrobeno.[7] Je vyrobeno také ze Zeroduru.

• Třetí zrcadlo, umístěné ve volném prostoru uprostřed primárního zrcadla, bude mít průměr 3,8 m.

• Čtvrté zrcadlo bude umístěno také v optické ose dalekohledu, bude rovinné a bude vybaveno systémem adaptivní optiky, která má odstraňovat zhoršení kvality a rozmazání obrazu hvězd způsobené chvěním vzduchu. Jeho účelem bude odrážet obraz mimo hlavní osu dalekohledu na páté zrcadlo.

• Páté zrcadlo přivede obraz mimo vlastní dalekohled k měřícím přístrojům, které budou umístěny po stranách hlavního zrcadla v tzv. Nasmythově ohnisku.

Pro systém adaptivní optiky bude mít dalekohled k dispozici šest laserů, které budou ve výšce asi 90 km vytvářet umělé sodíkové hvězdy, podle jejichž obrazu bude korigován tvar čtvrtého zrcadla.[8] Půjde o lasery produkující žluté světlo o vlnové délce 589 nm. Pro funkci dalekohledu jsou nutné čtyři z nich, další dva jsou potřebné pro některé vědecké přístroje.

Hlavní nosná konstrukce dalekohledu by měla vážit asi 2 800 tun.[9] Kupole dalekohledu bude mít průměr 86 m a výšku 74 m.[10] Bude polokulovitá s dvěma zakřivenými, bočně otevíranými dveřmi. Je navržena tak, aby byl dalekohled schopen pozorovat objekty od výšky 20° nad horizontem až k zenitu. Celá stavba zabírá plochu odpovídající fotbalovému hřišti.[11]

Při návrhu konstrukce přístroje byla věnována pozornost i ochraně přístroje proti zemětřesení.[12] Místo stavby leží – podobně jako většina území Chile – nedaleko místa styku dvou tektonických desek: Jihoamerické desky a desky Nazca. Proto jsou zde zemětřesení častá.

První měřicí a zobrazovací přístroje dalekohledu

V ohniscích dalekohledu bude k dispozici několik přístrojů k zaznamenávání obrazu nebo k měření vlastních vědeckých dat.

• MICADO – Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations: kamera pro blízkou infračervenou oblast (vlnové délky 0,8–2,4 µm). Bude jedním z prvních přístrojů, které budou připraveny při uvedení dalekohledu do provozu.[13] Tuto dvoupatrovou kameru připravuje mezinárodní sdružení sedmi institucí pod vedením německého Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.[14] Bude umístěna v kryostatu (izolované nádobě chlazené na extrémně nízkou teplotu). Měla by se využít hlavně zobrazování zobrazování detailní struktury galaxií s vysokým rudým posuvem, studiu jednotlivých hvězd v blízkých galaxiích nebo pro zkoumání prostředí s extrémně velkými gravitačními sílami, například blízko supermasivní černé díry uprostřed naší Galaxie.
• HARMONI – High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field spectrograph: víceúčelový spektrograf pro viditelné a blízké infračervené záření (0,47–2,45 µm).[15] Tento přístroj by měl být zvlášť vhodný pro pozorování galaxií v raném vesmíru nebo pro detailní snímky exoplanet.
• METIS – Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph: kamera a spektrograf pro střední infračervenou oblast (3–20 μm).[16] Bude použit k zkoumání exoplanet, protoplanetárních disků, těles ve sluneční soustavě, aktivních jader galaxií a infračervených galaxií s extrémním rudým posunem.
• MAORY – Multi-conjugate Adaptive Optics RelaY for the ELT: modul adaptivní optiky pracující v oblasti vlnových délek 0,8–2,4 μm určený v prvních letech pozorování především pro spolupráci s kamerou MICADO.[17] K vytvoření referenčních hvězd bude využívat šesti sodíkových laserů.

Další přístroje – např. spektrograf s vysokým rozlišením HIRES nebo víceobjektový spektrograf MOSAIC – se v roce 2017 nacházely v prvních etapách přípravy (Phase A).

ELT soustředí 100milionkrát více světla než lidské oko, 8milionkrát více než Galileův dalekohled a 26krát více než jeden dalekohled VLT na observatoři Paranal. Získá také více světla než všechny existující 8 až 10 metrové dalekohledy na světě dohromady.[18]

• V roce 2005 byla vypracována první studie na dalekohled o průměru zrcadla 100 m – Overwhelmingly Large Telescope (OWL). Po mezinárodním posouzení se tento koncept ukázal jako technicky nereálný. V další studii bylo proto zrcadlo zmenšeno na 42 m.[25]

• V listopadu 2006 byl tento návrh podroben detailním diskusím na konferenci v Marseille za účasti více než 250 evropských astronomů.[22]

• V roce 2010 byl vybrán vrchol hory Cerro Armazones v severní Chile v nadmořské výšce 3060 m. Pro lokalitu rozhodly především velmi dobré pozorovací podmínky a také blízkost jiné už existující Observatoře Paranal, které je vzdálena 20 km východně. Chilská vláda pro observatoř darovala 189 km² půdy.[23]

• V roce 2011 ESO rozhodla o tom, že se odebere jedna vnější řada šestiúhelníkovitých segmentů hlavního zrcadla a tím se zmenší hlavní zrcadlo na 39,3 m.[20] To snížilo náklady na projekt z 1,275 miliard euro na 1,055 miliard.[26] Dosáhlo se toho nejen snížením počtu segmentů, ale i zmenšením velikosti sekundárního zrcadla z 5,9 na 4,2 m, což umožnilo použít lehčí a levnější konstrukci, která jej bude držet.
• V roce 2011 také podepsala Česká republika dohodu o svém finančním podílu na výstavbě.[27] V té době se počítalo s uvedením dalekohledu do provozu roku 2020.[28] Současné plány (rok 2016) posunuly tento termín na rok 2024 až 2025.[20]

Polotovar prvního segmetu hlavního zrcadla (leden 2018)

• V roce 2014 schválila rada ESO vlastní výstavbu dalekohledu. K tomuto datu měla zajištěno 90 % potřebných zdrojů.[29] Současně bylo rozhodnuto, že některé části projektu se přesunou do další části, tzv. fáze 2.[30] Jde především o:[31]
  • 210 z celkových 798 segmentů zrcadla (půjde o pět nejvnitřnějších řad),
  • 133 segmentů, které budou připravovány jako náhradní,
  • dva z šesti laserů pro modul adaptivní optiky.

• V roce 2015 byly dokončeny hrubé zemní práce na plošině pro dalekohled na vrcholu hory Cerro Armazones.

• V únoru 2016 podepsala ESO smlouvu se sdružením „ACe Consorcium“ na výstavbu kopule a nosné konstrukce dalekohledu.[32] S částkou 400 milionů euro jde o největší kontrakt v dějinách pozemní astronomie.

• V květnu 2017 byl slavnostně položen základní kámen dalekohledu.[11] Byl také podepsán kontrakt na výrobu hlavního zrcadla[33] a v Německu bylo odlito sekundární zrcadlo dalekohledu.[7] a začala stavba základů pro budovu dalekohledu.

• V lednu 2018 byly odlity první segmenty primárního zrcadla.[5] V prosinci bylo oznámeno posunutí termínu pro uvedení do zkušebního provozu (tzv. první světlo) z roku 2024 na 2025.[34]

• V polovině roku 2020 byla z důvodů pandemie covidu-19 přerušena výstavba základů budovy dalekohledu.[35]

• V červnu 2021 obnovilo italské konsorcium ACe práce na kupoli a dalších hlavních strukturách dalekohledu.[35] Zároveň se posunul termín pro uvedení do zkušebního provozu na září 2027.

Porovnání dalekohledu ELT s vysílačem na Ještědu

• Velký Magellanův dalekohled
• Třicetimetrový dalekohled

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Extrémně velký dalekohled na Wikimedia Commons
• ELT na stránkách Evropské jižní observatoře (česky) (anglicky)
• KUBALA, Petr. Stavba největšího dalekohledu všech dob začíná [online]. E15 VTM, 2012 [cit. 2016-03-27]. Dostupné online.