Közel 60 éve, 1962. október 5-én, fontos korszak vette kezdetét: megszületett az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory, ESO). Az ESO egy nemzetközi csillagászati szervezet, amelynek célja, hogy elérhetővé tegye a déli égboltot csillagászati megfigyelések számára, amely korábban korlátozottan volt csak elérhető, mivel a nagyobb távcsövek a Föld északi féltekéjére korlátozódtak. Az ESO létrehozásának ötlete már 1953-ban megfogant egy leideni (Hollandia) konferencián Jan Oort és Walter Baade, a kor vezető csillagászainak részvételével. Az elképzelést 1954. január 26-án egy nyilatkozat követte, amelybet az ESO öt alapító országa (Belgium, Franciaország, Hollandia, Németország és Svédország) mellett Anglia képviselője írt alá. Az ESO-nak mára 16 ország a tagja, Chile Atacama-sivatagának három különböző pontján is üzemeltet távcsöveket, amelyek a csillagászat fontos eredményeit szolgáltatják. Az ESO európai székhelye a németországi Garchingban van.
Az ESO távcsövei
Az ESO távcsöveinek egy része La Silla hegycsúcsán található, az Atacama-sivatag déli részén, Santiagó-tól 600 km-re északra, 2400 méteres tengerszint feletti magasságban. Az ESO-nak három teleszkópja van La Sillán: egy 3,6 méteres távcső, a New Technology Telescope (NTT), és a 2,2 méteres Max-Planck-ESO Telescope. Ugyanott még több más, kisebb távcső is található, de azokat nem az ESO üzemelteti.
Az ESO távcsöveinek egy másik része Cerro Paranal-on található az Atacama-sivatag északi részén, Antofagasta városától 120 km-re délre, és 12 km-re a Csendes-óceántól, 2635 m magasan. A helyszín sokaknak ismerős lehet a 2008-as James Bond filmből, „A Quantum csendjéből”, ugyanis több jelenetét is ott forgatták. A területen több, optikai és közeli infravörös tartományban mérő távcső található, mint a VLT (Very Large Telescope), a 2,6 méteres VST (VLT Survey Telescope) és a 4,1 méteres VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy). Paranal legfontosabb műszere a VLT, ami négy, majdnem teljesen egyforma, 8,2 méter tükörátmérőjű távcső együttese, amelyek mindegyikéhez két-három műszer csatlakoztatható. A távcsövek a felbontóképességük akár 25-szörös növelése érdekében interferométerként is kombinálhatók.
A harmadik helyszín, ahol az ESO távcsövei találhatók, Llano de Chajnantor, egy 5100 méter magasságban lévő fennsík az Atacama-sivatagban, San Pedro de Atacamá-tól 50 km-re kelet felé. A nagy szárazság és tengerszint feletti magasság megerőltető az emberi szervezetnek, de épp ezért kedvez a szubmilliméteres csillagászatnak: mivel a földi légkörben lévő vízpára elnyeli a szubmilliméteres sugárzást, fontos a minél szárazabb klíma és minél nagyobb tengerszint feletti magasság a méréséhez. Ezen a helyszínen így két, milliméteres és szubmilliméteres tartományban mérő távcső is működik. Ezek a hullámhosszak ideálisak ahhoz, hogy a sűrű és hideg (néhányszor 10 kelvin körüli) molekulafelhőket tanulmányozzák, a csillagok ugyanis ilyen felhőkből alakulnak ki. Két főbb távcső(rendszer) működik ezen a helyszínen: az APEX (Atacama Pathfinder Experiment) és az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
Az APEX távcsövet az ESO a bonni Max-Planck-Institut für Radioastronomie és a svéd Onsala Space Observatory intézetekkel közösen üzemelteti. Egy 12 méter átmérőjű antennáról van szó, ami milliméteres és szubmilliméteres hullámhossztartományban mér. Az ALMA egy 66, az APEX antennájához hasonlóból álló távcsőrendszer, amely a 0,3–3,6 mm hullámhossztartományra érzékeny. Az antennák mozgathatók, és a különböző elrendezések különböző felbontású méréseket szolgáltatnak. Az ALMA megvalósításához és üzemeltetéséhez több intézmény / ország is hozzájárult: az ESO, Japán, Tajvan, az USA, Kanada és Chile együttműködésének eredménye. A tudományos célok között van a csillagok, bolygók és galaxisok keletkezésének kutatása, illetve a távoli galaxisoké is, amelyek eredetileg optikai hullámhosszakon kibocsátott sugárzása a vöröseltolódásuk következtében a milliméteres-szubmilliméteres tartományba esik.
Felfedezések az ESO távcsöveivel
A következőkben az ESO távcsövek legfontosabb felfedezéseiből válogatunk.
- Az ESO távcsöveit használó egyik megfigyelési program a Tejútrendszer középpontjában lévő fekete lyuk környezetét kutatta, a fekete lyukhoz közeli objektumok mozgását figyelve, ami sok érdekes információt adott. A VLT segítségével többek között megfigyeltek egy gázfelhőt, ahogy a fekete lyuk közelében elhaladva darabokra szakad. A felhőben lévő gáz sebességének mérésével kimutatták, hogy míg a felhő egyik része már áthaladt a pályájának a fekete lyukhoz legközelebb eső részén, és a fekete lyuktól 10 millió km/órás sebességgel távolodik, a felhő átellenes része még mindig a fekete lyuk irányába zuhan. A felhő kiterjedése pályája mentén már 160 milliárd km-es, miközben a fekete lyukat 25 milliárd km-re közelítette meg. Ennek a 16 éves projektnek az eredményeit méltónak találták a 2020-as fizikai Nobel-díjra, amit Reinhard Genzel (ő volt az ESO-ban működő kutatócsoport vezetője), Andrea Ghez és Roger Penrose kaptak megosztva.
.jpg)
A képen az látható, ahogy a galaxisunk középpontjában található fekete lyuk egy, a közelében elhaladó gázfelhőt darabokra szakít. A mérések a VLT-vel készültek 2006-ban (kék), 2010-ben (zöld) és 2013-ban (vörös). A felhő távolságának és a látóirányhoz viszonyított hajlásszögének köszönhetően ezek a felvételek csak a felhő pozícióját mutatják. Arra, hogy mennyire elnyúlt, a sebességekből következtettek. Forrás: ESO/S. Gillessen (https://www.eso.org/public/hungary/news/eso1332)
Egy másik érdekes eredményért nem kellett olyan messzire „nézni”: a Naphoz legközelebbi – kicsit több mint négy fényévre található – csillag, a Proxima Centauri körül fedeztek fel bolygót, mégpedig a lakhatósági zónában. Ez az exobolygó, ami a Proxima b nevet kapta, 11 naponta kerüli meg a Proxima Centaurit, tömege a Földénél kicsit nagyobb, és a hőmérséklete alapján lehetséges, hogy a felszínén folyékony víz is található. A bolygó egyben a Földhöz legközelebbi exobolygó, és az élet létezésének egy lehetséges helyszíne. Az eredmények többek között az ESO La Sillá-n található 3,6 méteres távcsövével születtek.
Szintén egy ESO távcsővel, a VLT-vel készült az első kép egy exobolygóról, ami egy barna törpe körül kering, vagyis egy olyan objektum körül, aminek atömege nem volt elég nagy ahhoz, hogy a csillagokra jellemző nukleáris fúzió beinduljon, így az energiatermelését összehúzódással éri el. Az objektum tőlünk kb. 230 fényévre található. A VLT-vel készült mérések alapján a barna törpe körül a bolygó olyan távolságban kering, ami az átlagos Nap–Föld-távolság 55-szöröse. A bolygó tömege a Jupiterének 5,5-szöröse. A barna törpe, ami körül kering, a Jupiter tömegének 25-szöröse (vagyis a Nap tömegének 42-ed része), és mindössze 8 millió éves (a Nap 4600 milló éves).
Az első exobolygóról készült kép, ami egy barna törpe (középen) körül kering. A felvétel a VLT-vel készült közeli infravörös tartományban. Forrás: ESO (https://www.eso.org/public/hungary/images/eso0428a/)
Még egy exobolygókkal kapcsolatos felfedezést kell megemlítenünk, mégpedig a 40 fényévre levő TRAPPIST-1 néven ismert hűvös törpecsillag bolygórendszerét, amely hét, Föld-méretű bolygóból áll, és ezek közül három a lakható zónában található. A TRAPPIST-1 tömege mindössze 8%-a a Nap tömegének, nem sokkal nagyobb, mint a Jupiter. A sűrűségük alapján legalább a belső hat bolygó kőzetbolygó. A számítások alapján mind a hét bolygón potenciálisan adottak a feltételek, hogy folyékony víz legyen a felszínükön, bár nem ugyanolyan valószínűséggel.
A TRAPPIST-1 rendszerről fészült fantáziarajz, ahol a bolygórendszer egy felületen látszik, és arról tükröződik. A gőz, a vízcseppek és a jég arra utalnak, hogy a bolygók felszínén milyen állapotban fordulhat elő a legnagyobb valószínűséggel víz.
Az ESO távcsövei nem csak a már kialakult exobolygókról adtak információt, de segítettek annak megértésében is, hogy a bolygók/bolygórendszerek hogyan jöttek létre. A 450 fényévre levő HL Tauri fiatal csillag körüli korong 2014-es ALMA-felvétele a bolygók keletkezésébe engedett bepillantást. A felvételen látható gyűrűk és a gyűrűk közötti rések azt mutatják, ahogy a keletkező bolygók kisöprik a port és a gázt a protoplanetáris korongban.
A HL Tauri fiatal csillag protoplanetáris korongja az ALMA felvételén. Ez az első felvétel egy protoplanetáris korong szerkezetéről, amelyből még a keletkező bolygók pozícióira is lehet következtetni. Forrás: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO, https://www.eso.org/public/hungary/images/eso1436a/)
Az ESO távcsövei a kozmológia területén is fontos eredményeket szolgáltattak. Régóta tudjuk, hogy az Univerzum tágul, ám a tágulási ütem jövője nem volt ismert. Részben az ESO távcsöveinek – a 3,6 m-es távcsőnek, az NTT-nek, illetve a VLT-nek – segítségével derült ki, hogy az Univerzum gyorsulva tágul. A felfedezés a 2011-es fizikai Nobel-díjat jelentette Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt és Adam G. Riess számára.
Az ESO jelenleg működő távcsövei mellett a közeljövőben egy még nagyobb teleszkóp is rendelkezésre áll majd: a 40 méter körüli átmérőjű Extremely Large Telescope (ELT) a tervek szerint 2024 körül kezdi meg működését. Az ELT a legnagyobb optikai és infravörös távcsöve lesz a világon. Az ESO tehát jelentős múltja mellett ugyanolyan reményteli jövőt tudhat maga előtt, az ESO műszereinek használatával még sok jelentős felfedezésre számíthatunk.
Az ESO 60. születésnapja alkalmából nagyszabású virtuális túrát terveztek "Feet on the ground, eyes on the skies" címmel, melyhez a Svábhegyi Csillagvizsgáló is csatlakozott volna, azonban egy sajnálatos esemény miatt a rendezvényt posztponálták, így még várjuk, hogy mikor tűznek ki újabb dátumot. Kövesd oldalunkat frissülő információkért!
Szerző: Nagy Zsófia, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet