Na kanárském ostrově La Palma slavnostně zahájili provoz čtyř velkých teleskopů LST (Large-Sized Telescope), jež stojí na observatoři Roque de los Muchachos a tvoří základ severní části projektu CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory), jehož cílem je vybudovat největší a nejvýkonnější observatoř pro detekci kosmického gama záření na světě. Jak informuje Fyzikální ústav Akademie věd České republiky (viz fzu.cz), na výstavbě se podílely instituce z jedenácti zemí včetně České republiky. „U teleskopů LST máme na starosti především výstavbu optického systému. Podílíme se však také na provozu prvního dalekohledu LST1 a na analýze experimentálních dat,“ říká Dušan Mandát, zástupce České republiky v řídicím výboru spolupráce LST.
Každý z teleskopů LST disponuje zrcadlem o průměru 23 metrů a ultrarychlou kamerou. Jejich úkolem je zachytávat velmi krátké záblesky Čerenkovova záření, které vznikají v zemské atmosféře při průchodu částicových spršek vyvolaných vysokoenergetickým gama zářením. Samotné gama záření přitom teleskopy přímo nezachycují. Sledují světelné záblesky vznikající při jeho interakci s atmosférou a z jejich vlastností následně určují informace o původním záření, například jeho energii a směr, odkud přiletělo.
V rozsahu energií přibližně od 20 gigaelektronvoltů do několika teraelektronvoltů tak patří LST k nejcitlivějším přístrojům svého druhu. Jejich výhodou je schopnost zachytit také gama záření s relativně nižší energií, které je důležité při pozorování velmi vzdálených kosmických zdrojů. Gama záření totiž při průchodu vesmírem postupně pohlcují různé procesy a jeho nejenergetičtější složky na velké vzdálenosti ubývají rychleji. Citlivé teleskopy proto mohou pomoci odhalit zdroje, které by jinak zůstaly mimo dosah pozemních observatoří.
První teleskop LST-1 přináší vědecké výsledky již od roku 2020, kdy byl ještě ve zkušebním provozu. Pozoroval například pulzary a aktivní jádra vzdálených galaxií, dokázal také rychle reagovat na přechodné astronomické jevy, mezi které patří novy nebo gama záblesky. Nyní se k němu přidaly teleskopy LST-2, LST-3 a LST-4. Společná pozorování přitom umožní přesněji určit směr příletu gama záření i jeho energii a zvýší šanci na zachycení slabších zdrojů. Vědci tak získají podrobnější informace o některých z nejenergetičtějších procesů ve vesmíru.
„Dokončení soustavy LST završuje více než patnáct let mezinárodní spolupráce a technologických inovací,“ říká prof. Masahiro Teshima, hlavní řešitel mezinárodní spolupráce LST a mluvčí konsorcia CTAO. „Tyto teleskopy nám umožní zkoumat některá z nejextrémnějších prostředí ve vesmíru, například supermasivní černé díry a neutronové hvězdy, pátrat po původu kosmického záření a odhalovat povahu temné hmoty.“
Významnou oblastí výzkumu budou také velmi vzdálené zdroje gama záření – teleskopy LST by totiž mohly zachytit jasné gama záblesky pocházející z období, kdy vesmíru nebyly ani dvě miliardy let, což odpovídá době před přibližně 12 miliardami let. Astronomové vzdálenost takových objektů vyjadřují mimo jiné pomocí rudého posuvu. U uvedených zdrojů by mohl dosahovat hodnoty přibližně 4. Jejich pozorování by vědcům umožnilo lépe porozumět vývoji vesmíru a procesům, které v něm probíhaly v raných epochách.
Observatoř bude mít více než 60 teleskopů
Čtyři teleskopy na La Palmě jsou součástí rozsáhlejšího projektu CTAO, jenž počítá s více než 60 přístroji tří kategorií: velkými LST, středně velkými MST a malými SST. Rozmístěny budou na dvou místech – na severní polokouli na La Palmě a na jižní polokouli v Chile, v oblasti observatoře Paranal. Celá soustava má pokrýt mimořádně široký rozsah energií od 20 gigaelektronvoltů do 300 teraelektronvoltů. Vědci díky ní budou zkoumat například prostředí kolem černých děr, neutronové hvězdy, původ kosmického záření nebo možné projevy temné hmoty. Pozorování mohou přispět také k testování Einsteinovy obecné teorie relativity v extrémních podmínkách.
