Zákryty hvězd? Fascinující disciplína!

13.11.2020

Stačí být ve správný čas na správném místě, a i pozorný amatér se může stát svědkem fascinující podívané. A když sledovaný úkaz navíc doloží kamerovým záznamem, může svým dílem přispět k bližšímu poznání nebeských objektů. Pozorování zákrytů hvězd je zkrátka vzrušující astronomická disciplína, a proto není divu, že Petr Zelený se jí věnuje bezmála třicet let.

„O zákryty hvězd jsem se začal zajímat při svém prvním nástupu do valašskomeziříčské hvězdárny v roce 1993. Po kolegově odchodu jsem se stal národním koordinátorem. Pozorovatel v té době stál s okem ‚přilepeným‘ na okuláru dalekohledu a čekal se stopkami v ruce, kdy a zda vůbec ke zvolenému úkazu dojde,“ vzpomíná náš odborný pracovník.

Jaké to tehdy bylo, pozorovat právě planetkové zákryty?

Byl to docela problém, protože z nepřesných znalostí o poloze hvězdy a dráze tělesa vzešla velice nepřesná předpověď. Hvězdu bylo nutné pozorovat v okuláru po dobu 10 minut, celou dobu čekat, zda na kratičký okamžik náhodou nezmizí, a ještě to nějak změřit. Přitom už po několika desítkách sekund soustředěného sledování začne oko slzet a hvězda se třepotat. Kdo to nezkusí, nejspíše neuvěří, že je to téměř nadlidský úkol...(úsměv)  

Zdá se, že pozorování zákrytů má svá úskalí.

U této subjektivní metody je to například reakční doba na změnu jasu pozorovaného objektu, takzvaná osobní chyba, která je u každého pozorovatele odlišná. Jako u jiných činností hodně záleží na tréninku, a přece ani tentýž pozorovatel nemá stále stejnou osobní chybu – záleží na momentálním psychickém stavu, únavě, typu úkazu a spoustě dalších okolností. V minulosti jsme se potýkali také se získáváním přesných souřadnic, zvláště při expedicích. Zjistit je bylo možné pouze z vojenských map, které však byly tajné. Dalším problémem bylo stanovení přesné časové základny. Vědecký časový signál DCF77 z Frankfurtu nad Mohanem jsme získávali prostřednictvím primitivních přijímačů. Zprvu bylo rovněž těžké sehnat pozorovací techniku. Naštěstí technika, potřebná k zejména k objektivnímu pozorování s vyloučením lidského faktoru, nejenže se rychle vyvíjela, ale také se stala běžně dostupnou. Ve hvězdárně jsme zkoušeli pozorovat pomocí průmyslových CCD videokamer a pořídili jsme vkladač času, přijímač vědeckého časového signálu a videorekordér s krokováním na půlsnímky, tedy s rozlišením až 0,02 sekundy.

Co jsou vlastně zákryty? Jak se projevují?

Zákryt nastává, když mezi pozorovatele a vzdálenější objekt vstoupí jiné těleso, jež objekt zakryje. Ve chvíli zákrytu se všichni tři „účastníci“ nacházejí v jedné přímce. Pozorování tohoto úkazu velmi závisí na jejich vzájemné poloze a správném načasování. Ve Sluneční soustavě veškerá tělesa obíhají kolem Slunce po odlišných drahách různou rychlostí. Snadno se proto přihodí, že se například planetka dostane před mnohem vzdálenější hvězdu a na okamžik – řádově na sekundy – ji zakryje. Čím je hvězda jasnější než planetka, tím je zákryt lépe pozorovatelný.

Jaké bývají jejich nejčastější typy?

Ponejvíce dochází k zákrytům hvězd malými tělesy Sluneční soustavy – tedy planetkami, trpasličími planetami, transneptunickými tělesy – nebo Měsícem. Data z nich jsou nejžádanější. Měsíc při své velikosti může na pouti kolem Země zakrýt poměrně velké množství hvězd. Naproti tomu planetky mají mnohem menší úhlový průměr, ale na druhou stranu je jich obrovský počet. Dosud jich astronomové objevili téměř 1 milion. Více než polovina z nich má své číslo, to znamená, že s určitou přesností známe jejich dráhu. Speciální zákryt hvězdy Měsícem představuje zatmění Slunce. Potom je tady množství méně významných a vyhledávaných zákrytů – planety a jejích měsíců nebo planetky Měsícem, hvězdy planetou... Dalším speciálním případem je přechod Merkuru nebo Venuše před Sluncem a úkazy mezi měsíci jednotlivých planet, například zákryty a zatmění měsíců Jupiterových nebo Saturnových.

Proč zákryty vůbec pozorujete?

Abychom se dověděli něco nového o zúčastněných objektech. Většinou se jedná o bližší určení rozměrů zakrývajících těles a jejich dráhy, případně o získání informací o zakrývané hvězdě. Při pozorování zákrytů lze rovněž objevit nové dvojhvězdy nebo vícenásobné systémy a upřesnit jejich parametry. Také můžeme zpřesnit mnoho dalších informací o polárním průměru Slunce a Měsíce, měsíčních vrcholech a údolích v polárních oblastech, tvaru, velikosti a drahách malých těles Sluneční soustavy. Objevit lze i případné měsíce nebo prstence planetek, zpřesnit znalosti o drahách měsíců planet a získat informace o možné atmosféře těles.

Mohou se v tomto oboru uplatnit také amatérští pozorovatelé?

Jejich účast je dokonce velmi vítaná. Pozorování zákrytů i na amatérské úrovni umožňuje získat data poměrně snadno a s neuvěřitelnou přesností. Při časovém rozlišení videokamery 0,02 sekundy je úhlové rozlišení zhruba 0,01“, zatímco u Hubbleova kosmického dalekohledu je to 0,05“! U jasnějších hvězd můžeme s „lepšími“ kamerami dosáhnout rozlišení ještě o řád vyššího. Přesnější údaje o zkoumaných tělesech lze získat už jen pomocí kosmických sond, což je způsob neúměrně dražší. Přitom jedna kosmická sonda je schopná navštívit jen několik vybraných planetek za poměrně dlouhou dobu. Kolik sond by asi bylo třeba k výzkumu milionu těchto těles...

Jak se na těchto pozorováních podílí valašskomeziříčská hvězdárna?

Od druhé poloviny šedesátých do devadesátých let 20. století byla koordinačním centrem pro národní síť v celém Československu, několik let po rozdělení federace fungovala současně pro obě nové země. Zajišťovali jsme předpovědi pro jednotlivé stanice naší sítě, sbírali napozorovaná data, kontrolovali je a odesílali do zpracovatelských center v Japonsku a Německu. V současné době už takového centra není zapotřebí, hvězdárna se tak stala přirozenou součástí mezinárodní sítě.

Bývaly doby, kdy Česko patřilo v tomto oboru mezi světové velmoci. Co se změnilo?

Ke zpřesnění pohybu Měsíce začaly sloužit i jiné metody a zájem o pozorování totálních zákrytů pozvolna opadal. Do popředí se dostávalo pozorování planetkových zákrytů. Bohužel, předpovědí bylo málo, navíc byly nepřesné, takže pozitivní pozorování bylo vzácností. Pozorovatelé ztráceli motivaci, pozorování ubývalo. Tento úbytek zasáhl nejen naši hvězdárnu. V minulosti jsme díky husté síti pozorovacích stanic i aktivitě pozorovatelů skutečně náleželi ke světové špičce, zvláště v pozorování zákrytů hvězd Měsícem. Ale i nyní patří Česko mezi velmi aktivní země, zejména zásluhou několika nadšených pozorovatelů planetkových zákrytů.

Vy jste se ale po několikaleté přestávce do hvězdárny vrátil a v roce 2017 jste tato zajímavá pozorování oživil.

Vytipovali a zakoupili jsme nejnovější model vhodné kamery, která do snímků vkládá přesný čas získaný z družic systému GPS. Také se nesrovnatelně zlepšila dostupnost a přesnost předpovědí, které jsou nyní průběžně aktualizovány. Pokud tedy počasí dovolí, zapojujeme se do pozorování vhodných úkazů.

Zaměřujete se na určitý typ zákrytu?

Pozorujeme, „co se dá“ a co zvládne naše vybavení – zákryty „podezřelých“ hvězd a dvojhvězd Měsícem, tečné zákryty hvězd Měsícem, zákryty hvězd planetkami, úkazy Jupiterových měsíců... Jsme také součástí mezinárodní sítě, která se specializuje na planetkové zákryty. Abychom získali informace o velikosti a tvaru planetky, je třeba pozorovat tentýž úkaz z vícero míst na zeměkouli. Vzhledem k nepřesnostem v předpovědích ale může dojít k jeho posunu. Proto je důležité, aby síť pozorovatelů byla co nejrozsáhlejší a nejhustší.

A co samotné pozorování?

To je žádoucí provádět objektivními metodami, tedy záznamem pořízeným vhodnou kamerou s co největším časovým rozlišením, přičemž nejkratší časy jsou v řádu milisekund. Pro pozorování jsou nesmírně důležité také předpovědi. Bez nich bychom nevěděli, kde a kdy pozorovat. Mimochodem, pro předpovědi téměř všech úkazů je veřejně přístupný program Davida Heralda OCCULT. K předpovědi planetkových zákrytů lze využít také aplikaci OccultWatcher.

Jakou techniku a programové vybavení používáte?

Výběr dalekohledu závisí na typu úkazu a jasnosti zakrývané hvězdy. Čím slabší hvězda, tím je třeba většího průměru objektivu, případně delší expozice. Nutná je i dostatečně tuhá montáž, aby chvění dalekohledu neznehodnotilo obraz. Pro objektivní pozorování je vhodná buď videokamera s frekvencí 50 půlsnímků za sekundu a s možností integrace pro delší expozice, nebo CCD/CMOS kamera s volbou expozice. V naší hvězdárně používáme dalekohled typu Newton 254/1200 a kameru QHY 174M COOLED GPS, která rovnou vkládá do snímků přesný čas a pro snížení šumu je chlazená. Dalekohled s kamerou jsou umístěny v jižní kopuli. Pro expedice, například za tečnými zákryty, využíváme přenosný dalekohled Celestron 200/2000. Naměřené údaje zpracováváme pomocí speciálních programů, například Tangra, LiMovie nebo AOTA.

Kam výsledky svých pozorování odesíláte?

Do zpracovatelských center. V případě planetkových zákrytů je to EAON (European Asteroidal Occultation Network) na belgické adrese planoccult@ls.vvs.be, odkud výsledky pozorování automaticky putují ke všem pozorovatelům přihlášeným do mezinárodní sítě Planoccult. Po zpracování jsou zveřejněny na stránkách Erika Frapy https://www.euraster.net/. Pozorování totálních zákrytů hvězd Měsícem na území Evropy kontroluje a vyhodnocuje český astronom Jan Mánek na německé adrese LunOccult@IOTA-ES.de, tečné zákryty hvězd Měsícem Mitsuru Soma z Japonska na mitsuru.soma@spamnotgmail.com. Kopie českých pozorování se shromažďují ve hvězdárně v Rokycanech, kde je kolegové statisticky zpracují a výsledky zveřejní v měsíčníku Zákrytový zpravodaj.

Napomohlo pozorování zákrytu k nějakému zajímavému objevu?

Když v roce 1977 zakryl Uran hvězdu, vědci objevili jeho prstence. Jejich přítomnost odhalili pomocí observatoře umístěné na palubě letadla. Původně chtěli zkoumat atmosféru planety Uran. Jenže před zákrytem i po něm došlo k několika poklesům, které je přivedly ke zmíněnému objevu. V roce 2013 byly objeveny prstence dokonce u planetky jménem Chariklo. O dva roky dříve po vyhodnocení 56 pozorování planetky Antiope vyšlo najevo, že se jedná o dvojplanetku. Tehdy byla velice důležitá negativní pozorování, která „oddělila“ obě tělesa od sebe.

Negativní pozorování? Co to znamená?

Že na daném stanovišti k zákrytu nedošlo. A přece i takové zjištění může mít svou cenu. Máme-li několik pozitivních pozorování planetkového zákrytu z různých stanovišť, získáme profil planetky omezený směrem jejího pohybu. Negativní pozorování vypovídá o tom, kam až planetka sahá v kolmém směru. Pozorovatelé jsou ale samozřejmě raději, když jejich pozorování je pozitivní. (úsměv)

Čím si zákryty získaly vás?

Přitahuje mě na nich hlavně skutečnost, že jsou to poměrně dynamické jevy s rychlými změnami, a proto je důležité používat objektivní metody pozorování. Je to fascinující pocit, když si správně nastavíte dalekohled, čas pozorování zvolíte přesně podle předpovědi, a hvězda najednou zmizí z oblohy. Ještě úchvatnější je, když pozorujete očima zákryt planety Měsícem a často i desítky sekund sledujete, jak planeta zvolna mizí za jeho okrajem. Člověk také nemusí letět přímo k planetce, aby si ji mohl změřit...

autor: Josef Beneš

Zákryty hvězd? Fascinující disciplína! 7

Zvětšit