Čtyři obři na La Palmě: slavnostní otevření teleskopů LST observatoře CTAO

Ve čtvrtek 15. října 2026 se na observatoři Roque de los Muchachos (ORM) na ostrově La Palma na Kanárských ostrovech uskutečnilo slavnostní otevření podpole velkých telescopů LST (Large-Sized Telescopes). Patří k severní části budoucí observatoře CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory), která má být největší a nejcitlivější observatoří pro gama astronomii na světě. Oslav se zúčastnilo zhruba 250 vědců a zástupců významných výzkumných institucí. Celá akce byla rozložená do tří dní (14.–16. října) a kromě ceremoniálu zahrnovala také vědecký workshop a exkurzi na ORM.

Podpole tvoří čtyři telescopy se zrcadly o průměru 23 metrů. Prototyp LST-1 pracuje už od roku 2018, k němu se nyní přidaly LST-2, LST-3 a LST-4. Na projektu se podílelo více než 500 vědců a inženýrů z více než deseti zemí a práce na něm trvaly přes patnáct let.

Na první pohled jde o obří optické dalekohledy. Jenže LST nefotografují hvězdy, mlhoviny ani galaxie. Hledají něco mnohem prchavějšího. Když gama foton s vysokou energií narazí do horních vrstev atmosféry, nedoletí až k zemi. Vyvolá lavinu sekundárních částic a ty se pohybují vzduchem rychleji, než v něm putuje světlo. Podobně jako zvukový třesk u nadzvukového letadla tak vzniká krátký modrý záblesk, takzvané Čerenkovovo záření. Trvá pouhé nanosekundy a je tak slabý, že by ho lidské oko ani běžná kamera nezachytily. Zrcadla LST ho sbírají do ultrarychlých kamer, které z tvaru a směru záblesku dopočítají energii a směr původního gama fotonu.

Gama záření o velmi vysokých energiích je cestou vesmírem postupně pohlcováno. Fotony se při střetu s dalšími fotony, které vyplňují vesmír, mění na páry částic a antičástic. Čím vzdálenější zdroj, tím víc fotonů se po cestě ztratí a přežijí hlavně ty méně energetické. Právě proto jsou LST konstruované pro nejnižší energie, které touto technikou lze pozorovat, zhruba od 20 GeV po jednotky TeV, kde jsou nejcitlivější. To znamená, že dohlédnou dál. LST mohou zkoumat vesmír v době zhruba před 12 miliardami let, kdy byl méně než dvě miliardy let starý. Cílem jsou mimo jiné jasné gama záblesky (GRB) na rudém posuvu kolem z ≈ 4. Takové události trvají jen vteřiny až minuty, a proto je důležité, aby se dalekohled dokázal otočit velmi rychle. LST jsou lehké konstrukce právě kvůli tomu.

Už samotný LST-1 napsal za dobu zkušebního provozu od roku 2020 pozoruhodnou kapitolu: sledoval pulsary, aktivní galaktická jádra ve velkých vzdálenostech a pohotově zasahoval u přechodných jevů, jako jsou novy a gama záblesky. Silnou stránkou čtyř telescopů je stereoskopie. Jednu spršku pozorují ze čtyř míst najednou, takže se dá přesněji určit směr, ze kterého přišla, i její energie. V příštích letech teď budou LST procházet uváděním do provozu a začleňováním do systému CTAO, kde se k nim časem přidají střední a malé telescopy.

Teprve s plným polem se otevírá prostor pro velké otázky, například:

• Odkud pochází kosmické záření? Víme, že ho urychluje něco ve vesmíru, ale zdroje nejvyšších energií stále nejsou jednoznačně identifikované.
• Jak fungují extrémní urychlovače? Supermasivní černé díry, pulsary a neutronové hvězdy.
• Co je temná hmota? Hledá se případné gama záření vznikající při její anihilaci nebo rozpadu.
• Jak vypadal raný vesmír? Pozorování vzdálených zdrojů při nízkých energiích.

Dokončení podpole podle prof. Masahira Teshimy z Ústavu Maxe Plancka pro fyziku, hlavního řešitele kolaborace LST, završuje více než patnáct let mezinárodní spolupráce a technologických inovací.

Na stavbě LST mají významný podíl i Češi, včetně olomoucká Společné laboratoře optiky (SLO). Do projektu CTAO se dále zapojují také další pracoviště Fyzikálního ústavu AV ČR, Astronomický ústav AV ČR a Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy. Tým ze SLO odpovídá za optický systém telescopů LST: za zrcadla a za systém aktivní kontroly zrcadel (AMC). Každý z telescopů LST-2, LST-3 a LST-4 dostal téměř dvě stě zrcadlových segmentů, které dohromady tvoří parabolickou plochu o průměru 23 metrů, a poslední segment byl na konstrukci osazen v září 2025. Cesta k nim ale začíná už návrhem optiky a pokračuje testováním jednotlivých segmentů, jak popisuje Martin Vacula ze SLO. Práce olomouckého týmu tím nekončí. Systém AMC bude během následujících let průběžně dokončován a každý segment v něm má vlastní malou CMOS kameru. Konstrukce se totiž při změně sklonu telescopu mírně deformuje vlastní vahou a AMC tyto změny v reálném čase vyrovnává, takže zrcadlo zůstává přesně zaostřené na kameru i při rychlém přesunu na nový cíl. Čeští odborníci se podílejí také na provozu prvního telescopu LST-1 a na analýze dat. Podle Dušana Mandáta, zástupce České republiky v řídicím výboru spolupráce LST, jde o optiku, provoz a vyhodnocování měření. První pozorování na nových telescopech se očekávají v roce 2027.