Úvod

Astronomickou observatoří je nazývána jakákoliv infrastruktura, která disponuje dalekohledy a podpůrným souborem nástrojů na pozorování a monitorování nebeských těles. Mohou být rozděleny do různých kategorií podle toho, která část elektromagnetického spektra je hlavním cílem výzkumů, které se uskutečňují v laboratořích. Nejvíce je optických observatoří, tj. jsou to observatoře, které zkoumají převážně světlo nebeských těles viditelné pro lidské oko. Jiné pozemské observatoře jsou určeny ke studiu vesmírných rádiových vln. Existují také vesmírné observatoře, z nichž většina má speciální teleskopy a detektory ke studiu zdrojů kosmického záření, které se nedostanou na zemský povrch, jako jsou například vysoce energetické gama a rentgenové paprsky a nízkoenergetické infračervené paprsky. Existují i podzemní/podvodní observatoře, které se snaží objevit ještě exotičtější částice a záření. Toto téma popisuje různé typy astronomických observatoří a přidali jsme obrázky různých observatoří. Nabízíme také praktická cvičení pro žáky různého věku.

Pozemské observatoře

Klasické pozemní astronomické observatoře jsou stacionární vědecká zařízení s pokročilou infrastrukturou, které jsou vybaveny vědeckými nástroji na systematické pozorování různých objektů (nebeských těles) a jevů ve vesmíru. Mají jeden nebo více dalekohledů různých velikostí – jsou to buď optické nebo i pracující v jiných oblastech elektromagnetického spektra (hlavně v rádiovém pásmu, ale i v blízké infračervené nebo milimetrové oblasti).

Optické pozemské observatoře

Většina moderních optických pozemních observatoří je vybudována daleko od velkých měst, aby se předešlo světelnému znečištění. Ideální místa pro moderní observatoře jsou vysoká pohoří s temnou oblohou, suchým vzduchem, vysokým procentem bezoblačných nocí a klidnou atmosférou s minimálními turbulencemi, což vede k lepším astronomickým výsledkům. Nejlepší místa na Zemi jsou pohoří na Havajských a Kanárských ostrovech, náhorní plošiny v pouštích Atacama v Chile, Arizona v USA a další. Byly tam vybudovány nejvýkonnější optické pozemské observatoře na světě: Evropská jižní observatoř (anglicky European Southern Observatory – ESO), Evropská organizace pro astronomický výzkum na jižní polokouli, kam spadá Paranalská observatoř v poušti Atacama v Chile (anglicky Paranal Observatory). Dále je to Observatoř Roque de los Muchachos na Kanárských ostrovech (anglicky Roque de los Muchachos Observatory) a Observatoře Mauna Kea na Havaji (anglicky Mauna Kea Observatories). Na pohoří Cerro Armazones (nejvyšší bod 3046 m n. m.) v poušti Atacama se buduje nejnovější observatoř ESO s budoucím největším pozemským dalekohledem určený na pozorování v optickém a blízkém infračerveném spektra, jehož průměr zrcadla bude 39,3 m – Mimořádně velký dalekohled (anglicky Extremely Large Telescope – ELT).

Ke studiu záření nebeských těles byly vybudovány observatoře v rádiovém pásmu, v nichž hlavním přístrojem je radioteleskop. Radioteleskop, dle svého spektrálního rozsahu, patří mezi astronomické přístroje ke studiu elektromagnetického záření. Dalekohledy ke zkoumání tepelného/infračerveného, viditelného, ultrafialového, rentgenového a gama záření zachycují vyšší frekvenci.

Rádiové dalekohledy

Rozměry, konfigurace a konstrukce rádiových dalekohledů jsou mimořádně rozmanité. Je to způsobeno tím, že frekvenční rozsah rádiového úseku elektromagnetického spektra je velmi široký. Rádiové dalekohledy pro frekvence 10–100 MHz (vlnové délky 30–3 m) představují směrové antény podobné televizním anténám nebo velké stacionární reflektory z kovového pletiva s pohyblivým přijímačem. Pro vyšší frekvence se vyrábějí parabolické „talíře“. Aby bylo dosaženo dobrého rozlišení, velikost rádiových dalekohledů musí být velmi velká. Například pro frekvence od 100 MHz do 1 GHz (vlnové délky 3 m–30 cm) mají talíře průměr přibližně 100 m. Často se pro ještě vyšší rozlišení používají tzv. rádio interferometry sestávající z množství speciálně propojených individuálních dalekohledů, které kombinují signály z mnoha antén do jednoho tak, aby simulovaly velkou anténu s mnohem lepším rozlišením.

Největšími rádiovými teleskopy s jednou anténou jsou tyto dva:

1) Pětisetmetrový dalekohled se sférickou aperturou, tedy otvorem, který se nachází v Číně – anglicky FAST neboli Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,

2) Třistapětimetrový rádiový dalekohled umístěný v kráteru vyhaslé sopky Arecibo v Portoriku – anglicky Arecibo Observatory. 

Největšími dalekohledy se směrovatelnými talíři jsou:

1) Stometrový radioteleskop Green Bank Telescope v Západní Virginii v USA,

2) Stometrový radioteleskop v Effelsbergu nedaleko Bonnu v Německu.

Nejznámějším radiofrekvenčním interferometrem je Very Large Array (VLA, Sokoro, Nové Mexiko, USA), který současně kombinuje signál z 27 samostatných parabolických radioteleskopů. Koláž vyobrazení pozemských observatoří je uvedena v Příloze 1.