Úvod

Astronomické observatórium sa nazýva akákoľvek infraštruktúra, ktorá disponuje ďalekohľadmi a podporným súborom nástrojov na pozorovanie a monitorovanie nebeských telies. Môžu byť rozdelené do rôznych kategórií v závislosti od toho, ktorá časť elektromagnetického spektra je hlavným cieľom výskumov, ktoré sa uskutočňujú v laboratóriách. Najviac je optických observatórií, t. j. sú to observatória, ktoré skúmajú prevažne svetlo nebeských telies viditeľné pre ľudské oko. Iné pozemské observatóriá sú určené na  štúdium vesmírnych rádiových vĺn. Existujú tiež vesmírne observatóriá, z  ktorých väčšina má špeciálne teleskopy a detektory na štúdium zdrojov kozmického žiarenia, ktoré sa nedostanú na zemský povrch, ako sú napríklad vysoko energetické gama a röntgenové lúče, a nízkoenergetické infračervené lúče. Existujú aj podzemné/podvodné observatóriá, ktoré sa snažia objaviť ešte exotickejšie častice a žiarenie. Táto téma popisuje rôzne typy astronomických observatórií a pridali sme obrázky rôznych observatórií. Ponúkame tiež praktické cvičenia pre žiakov rôzneho veku.

Pozemské observatóriá

Klasické pozemské astronomické observatóriá sú stacionárne vedecké zariadenia s pokročilou infraštruktúrou, ktoré sú vybavené vedeckými nástrojmi na systematické pozorovanie rôznych objektov (nebeských telies) a javov vo Vesmíre. Majú jeden alebo viac ďalekohľadov rôznych veľkostí – sú to buď optické, alebo aj pracujúce v iných oblastiach elektromagnetického spektra (hlavne v rádiovom pásme, ale aj v blízkej infračervenej alebo milimetrovej oblasti).

Optické pozemské observatóriá

Väčšina moderných optických pozemských observatórií je vybudovaná ďaleko od veľkých miest, aby sa predišlo tzv. svetelnému znečisteniu. Ideálne miesta pre moderné observatóriá sú vysoké pohoria s temnou oblohou, suchým vzduchom, vysokým percentom jasných nocí a uvoľnenou atmosférou s minimálnymi turbulenciami, čo vedie k lepším astronomickým vyobrazeniam. Najlepšie miesta na Zemi sú pohoria na Hawai a Kanárskych ostrovoch, vyvýšeniny v púšte Atacama v Čile, Arizona v USA a ďalšie. Boli tam vybudované najsilnejšie optické pozemské observatóriá na svete. Pod medzivládnu organizáciu venujúcu sa vede a technológiám v oblasti astronómie, Európske južné observatórium (European Southern Observatory – ESO), alebo tiež Európsku organizáciu pre astronomický výskum na južnej pologuli, spadá Paranalské observatórium v púšti Atacama v Čile (Paranal Observatory). Ďalej je to Observatórium Roque de los Muchachos na Kanárskych ostrovoch (Roque de los Muchachos Observatory) a Observatóriá Mauna Kea na Hawaii (Mauna Kea Observatories). Na pohorí Cerro Armazones (najvyšší bod 3046 m n.m.) v púšti Atacama sa buduje najnovšie observatórium ESO s budúcim najväčším pozemským ďalekohľadom určený na pozorovania v optickom a infračervenom diapazóne spektra, ktorého priemer zrkadla bude 39,3 m – Mimoriadne veľký ďalekohľad (Extremely Large Telescope – ELT).

Na štúdium žiarenia nebeských telies boli vybudované observatóriá v rádiovom pásme, v ktorých hlavným prístrojom je rádioteleskop. Rádioteleskop, podľa svojho spektrálneho rozsahu, patrí medzi astronomické prístroje na štúdium elektromagnetického žiarenia. Ďalekohľady na štúdium tepelného/infračerveného, viditeľného, ultrafialového, röntgenového a gama žiarenia sú s vyššou frekvenciou.

Rádiové ďalekohľady

Rozmery, konfigurácia a konštrukcia rádiových ďalekohľadov sú mimoriadne rozmanité. Je to spôsobené tým, že frekvenčný rozsah rádiového úseku elektromagnetického spektra je veľmi široký. Rádiové ďalekohľady pre frekvencie 10 – 100 MHz (30 – 3 m vlnovej dĺžky) predstavujú nasmerované antény podobné televíznym anténam alebo veľké stacionárne reflektory z kovového pletiva s mobilným fokusom. Pre vyššie frekvencie sa vyrábajú parabolické „taniere“. Aby bolo dosiahnuté dobré rozlíšenie, veľkosť rádiových ďalekohľadov musí byť veľmi veľká. Napríklad pre frekvencie od 100 MHz do 1 GHz (3 m – 30 cm vlnovej dĺžky) majú taniere priemer približne 100 m. Často sa pre ešte vyššie rozlíšenie používajú tzv. rádiointerferometre pozostávajúce z množstva špeciálne zosieťovaných individuálnych ďalekohľadov, ktoré kombinujú signály z mnohých antén do jedného tak, aby simulovali veľkú anténu s oveľa lepším rozlíšením.

Najväčšími rádiovými teleskopmi s jednou anténou sú tieto dva:

1. Päťsto metrový ďalekohľad so sférickou apertúrou, teda otvorom, ktorý sa nachádza v Číne – FAST alebo Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope. 

2. Tristopäť metrový rádiový ďalekohľad umiestnený v kráteri vyhasnutej sopky Arecibo v Portoriku – Arecibo Observatory.

Najväčšími ďalekohľadmi s nasmerovanými taniermi sú:

1. Sto metrový ďalekohľad Green Bank Telescope v Západnej Virgínii v USA.

2. Sto metrový rádioteleskop v Effelsbergu neďaleko Bonnu v Nemecku.

Najznámejším rádiofrekvenčným interferometrom je Very Large Array (VLA, Sokoro, Nové Mexiko, USA), ktorý kombinuje signál 27 samostatných parabolických rádioteleskopov súčasne. Koláž vyobrazení pozemských observatórií je uvedená v Prílohe 1.