Pokrok možno vidieť na konkrétnych zmenách v oblasti získavania astronomických dát a pri pozorovaní vo hvezdárni na Skalnatom plese.
Observatórium Skalnaté pleso v roku 2023. Zdroj: Peter Ontek/mapy.cz
Takmer každý týždeň médiá oznámia väčší alebo menší astronomický objav. Už sme si na to tak zvykli, že nás to ani veľmi neprekvapuje. Ako je možné, že stále rozširujeme a prehlbujeme naše poznatky o okolitom i vzdialenom vesmíre? Odpoveďou na otázku je obrovský pokrok v metódach pozorovania vesmírnych telies a v interpretácii získaných poznatkov.
Pokrok spôsobilo aj intenzívne využívanie výpočtovej techniky, ktorá prenikla do všetkých oblastí astronómie. Ukážeme si ho názorne na príklade získavania pozorovaní vo vysokohorskom observatóriu Astronomického ústavu SAV na Skalnatom plese za ostatných 50 rokov.
Získavanie pozorovacieho materiálu
Keď som prišiel na Skalnaté pleso ako čerstvý absolvent štúdia astronómie, hneď som sa zapojil do pozorovaní komét a asteroidov. Pozorovací materiál sa získaval fotografickou metódou. Materiálom, na ktorý sme fotografovali, nebol film, ale sklené platne, pretože sklená podložka vykazovala oveľa väčšiu stálosť pri dlhodobom archivovaní než celuloid filmového materiálu.
Hlavným prístrojom na pozorovanie komét a asteroidov bol astrograf od firmy Zeiss s priemerom šošovkového objektívu 30 centimetrov. Zaznamenanie slabších objektov vyžadovalo pri takom malom prístroji dlhé expozície (od 20 minút do jednej hodiny). Hodinový stroj ďalekohľadu síce sledoval pohyb oblohy, lenže výkyvy frekvencie v elektrickej sieti spôsobovali, že ďalekohľad raz zdanlivé otáčanie oblohy predbiehal a inokedy za ním zaostával.
Na zaznamenanie slabších objektov však bolo nutné, aby ich svetlo dopadalo na rovnaké miesto na fotografickej platni a počas dlhej expozície vznikol efekt akumulácie. A tak musel hodinovému stroju pomôcť pozorovateľ. Znamenalo to počas expozície sedieť v kupole a dlhé minúty jemnými pohybmi korigovať chod ďalekohľadu. V zime, keď sa často pozoruje aj 14 hodín, bolo sedenie v kupole, kde sa teplota rovnala vonkajšej, mimoriadne náročné. Stačil len mierny vetrík cez štrbinu kupoly a nepomáhali ani kožuchy či neskôr pridelené páperové komplety.
Dnes je situácia diametrálne odlišná. Pozorovateľ otvorí štrbinu kupoly a z vykúrenej ovládacej miestnosti nastaví ďalekohľad pomocou elektroniky na pozorovaný objekt, ktorý potom sleduje na obrazovke monitora z pohodlia.
Vyvolávanie exponovaného materiálu
Získavanie fotografického materiálu bolo však len jednou z náročných činností. Ráno po skončení pozorovania sa exponovaný materiál ešte vyvolával. Slúžila na to tmavá komora v budove observatória. Sklené platne boli po vyvolaní a usušení pripravené na vyznačenie hľadaných objektov. Vyhľadávanie sa robilo na prístroji zvanom blink-komparátor. Optický systém prístroja umožňoval striedavo a v rýchlom slede pohľad na dve snímky tej istej časti oblohy exponované s časovým odstupom. Objekt (kométa či asteroid), ktorého poloha bola na časovo odlišných snímkach voči hviezdam rôzna, sa prejavil pri striedaní obrazov kmitaním, zmena jasnosti zasa pulzovaním. Po lokalizovaní a vyznačení objektu sa na platni v blízkosti objektu vyznačili hviezdy identifikované pomocou hviezdneho atlasu a katalógu, ktoré slúžili na naviazanie objektu na systém astronomických súradníc. Takto pripravenú platňu pozorovateľ vložil do ďalšieho prístroja, takzvaného ascorematu. Ten umožňoval merať pravouhlé súradnice exponovaných objektov (asteroidov, komét a hviezd) s presnosťou na 0,000 2 milimetra. Bolo to mimoriadne náročné na zrak, keďže pozorovateľ musel preostrovať oko z pohľadu do okulára ascorematu na pohľad na papier, kam zapisoval zmerané údaje. Na určenie jednej presnej polohy asteroidu alebo kométy bolo potrebné meranie opakovať približne štyridsať ráz a zabralo to takmer dve hodiny.
Ako to funguje dnes? Fotografické platne sa už nepoužívajú. Nahradili ich takzvané CCD kamery, ktoré vytvárajú obraz elektronicky. Odpadol tak celý mokrý proces vyvolávania a sušenia platní. Navyše počítačový program porovná získané elektronické snímky a nájde pohybujúci sa objekt. Potom stačí klikaním označiť hviezdy na monitore a výpočet je za pár sekúnd hotový. A má to aj ďalšiu výhodu. Pri fotografickej metóde sme vzhľadom na časovú náročnosť merali len šesť hviezd, čo bol minimálny počet potrebný na určenie polohy kométy alebo asteroidu. Počítač umožňuje zvoliť na obrazovke aj 20 hviezd, čím sa minimalizuje riziko jednotlivého nepresného údaja v katalógu hviezd.
Zmenili sa objekty pozorovania
Za 50 rokov sa zmenili aj objekty pozorovania. V čase 30-centimetrového ďalekohľadu to boli len najjasnejšie kométy a asteroidy. Neskôr bol však nahradený 61-centimetrovým zrkadlovým ďalekohľadom a dnes máme na pozorovanie najväčší ďalekohľad na Slovensku – 130-centimetrový zrkadlový ďalekohľad, získaný zo Štrukturálnych fondov EÚ. Pomocou tohto ďalekohľadu sa v spolupráci s ďalšími observatóriami v zahraničí podarilo objaviť prstenec okolo objektu Haumea, pohybujúceho sa až v Edgeworthovom-Kuiperovom páse za dráhou Neptúna. Pred 50 rokmi by to bolo úplne nemysliteľné.
Tridsaťcentimetrový ďalekohľad z roku 1965 (vľavo) nahradil v roku 2000 presnejší 61-centimetrový ďalekohľad. Od roku 2014 astronómovia v Observatóriu Skalnaté pleso pracujú so 130-centimetrovým ďalekohľadom. Zdroj: archív AsÚ SAV
Zmena nastala aj v spôsobe komunikovania výsledkov
Ďalšia oblasť, ktorá prešla totálnou zmenou, je spôsob komunikovania výsledkov. Na pozorovaní komét a asteroidov sa podieľa niekoľko desiatok observatórií po celom svete a výsledky sa sústreďujú v Minor Planet Center (Ústredí pre malé planéty) v USA. V čase, keď som prišiel do hvezdárne, sa výsledky prevádzali do číselného kódu a tieto skupiny číslic sme telefonicky nahlásili operátorke na pošte v Tatranskej Lomnici, ktorá zabezpečila ich odoslanie do ústredia. Neskôr sme mali vo hvezdárni ďalekopis a výsledky sme posielali nadierované na diernej páske.
Dnes môžeme výsledky poslať cez internet priamo do ústredia, a ak ide o zaujímavý objekt, ešte v tú istú noc ich dostanú observatóriá po celom svete a môžu nadviazať na naše pozorovanie.
Pokrok pri publikovaní výsledkov
Pokrok nastal aj pri publikovaní výsledkov. Namiesto papierov formátu A3, z ktorých sa text, napísaný na písacom stroji, prenášal do tlače fotograficky, si dnes astronóm pripraví článok prakticky do konečnej podoby pomocou softvérov na editovanie textu. Pri publikovaní online môžu byť výsledky zverejnené doslova za pár hodín.
Zmena astronómie ako celku
Tak ako sa zmenil spôsob práce astronómov na Skalnatom plese, zmenila sa astronómia aj celkovo.
Vďaka ďalekohľadom na obežnej dráhe, z ktorých je verejnosti známy najmä Hubblov vesmírny ďalekohľad, môžu astronómovia študovať nebeské telesá nielen v optickom a rádiovom okne z dna našej hustej atmosféry, ale aj v infračervenej, ultrafialovej a mnohých ďalších oblastiach elektromagnetického spektra.
Hubblov vesmírny ďalekohľad astronómovia využívajú od roku 1990. Zdroj: Wikipédia (HST)
Vďaka sondám, ktoré preskúmali jednotlivé telesá slnečnej sústavy, poznáme oveľa viac mesiacov veľkých planét, vieme viac o ich povrchu, vnútri i vývoji. Vesmírne ďalekohľady vrátane Vesmírneho ďalekohľadu Jamesa Webba priniesli informácie o galaxiách, ktoré vznikli už krátko po veľkom tresku. Bolo objavených už viac ako 5 000 exoplanét pri iných hviezdach, niektoré z nich na dráhach umožňujúcich existenciu kvapalnej vody.
Vďaka sonde SOHO, dlhodobo zaparkovanej v libračnom bode L1 sústavy Slnko – Zem, lepšie poznáme našu najbližšiu hviezdu. Môžeme spomenúť aj detailné zmapovanie kozmického mikrovlnného pozadia, použitie vzdialených ďalekohľadov na povrchu Zeme ako základne na dosiahnutie extrémneho rozlíšenia, detekciu gravitačných vĺn, zavedenie tmavej hmoty a tmavej energie do kozmologických modelov či objav prvej medzihviezdnej kométy.
A tak by sa dalo pokračovať ešte dlho, lebo veda s každým novým objaveným poznatkom prináša impulzy na ďalší pokrok.
Tento text je súčasťou série článkov na tému Po kroku k pokroku, ktorá je mottom 20. ročníka podujatia Týždeň vedy a techniky na Slovensku. Týždeň vedy a techniky 2023 sa uskutoční od 6. do 12. novembra 2023 v mestách po celom Slovensku, do ktorých prinesie desiatky prednášok, festivalov, workshopov, súťaží, podcastov, besied či výstav.
Aktuálne informácie o podujatí, ktorého hlavnými organizátormi sú Ministerstvo školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky (MŠVVaŠ SR) a Centrum vedecko-technických informácií SR (CVTI SR), nájdete na webovej stránke tyzdenvedy.sk. Partnermi podujatia sú Slovenské elektrárne a EPSON. Mediálnymi partnermi sú magazín Nextech, RTVS, BKIS, VEDANADOSAH.sk, časopis Quark a Zážitkové centrum vedy Aurelium.
(af)
