SADA PERFORMANCÍ Procházka oblohou

Transkript

1 SADA PERFORMANCÍ Procházka oblohou Science Academy - kritický způsob myšlení a praktické aplikace přírodovědných a technických poznatků v reálném životě reg.č. CZ.1.07/2.3.00/

2 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Bortleho stupně Velkým problémem dnešní doby je takzvané světelné znečištění. Nekomplikuje život jen milovníkům noční oblohy, ale neblaze působí na celou živou přírodu i lidské zdraví. Zatímco se známějšími způsoby ničení přírody, v podobě kyselých dešťů, výfukových plynů z aut, vypouštění různých látek do řek, ozónové díry a tak dále, se snažíme urputně bojovat. V některých případech jsme i úspěšní a za poslední dekády je vidět citelné zlepšení. V případě nadměrného světla narušujícího noční prostředí se situace bohužel stále zhoršuje. Zvykli jsme si, že z měst krásy noční oblohy téměř nevidíme, ale ani krásná obloha za městem ve skutečnosti krásná není. Tmavá obloha plná hvězd je dnes stále vzácnějším zážitkem. Pro posouzení tmavosti oblohy se často využívá takzvaná Bortleho stupnice, kterou publikoval v roce 2001 americký astronom John E. Bortle. Má devět stupňů. Bohužel v České republice oblohu odpovídající prvním dvěma stupňům nenarazíme a i ten třetí je velmi vzácný. Bortle 9 Začněme tím nejhorším, oblohou uvnitř velkoměsta. Celá obloha je jasně osvícená a to i v nadhlavníku. Mnoho hvězd tvořících známá souhvězdí je neviditelných a některá slabší souhvězdí, jako Rak nebo Ryby nejsou vidět vůbec. Kromě známé hvězdokupy Plejády v souhvězdí Býka není pouhým okem viditelný žádný objekt vzdáleného vesmíru. Jediné nebeské objekty, které nabízí pěkný pohled v dalekohledu jsou Měsíc, planety a několik nejjasnějších hvězdokup. 1

3 Bortle 8 Brno na tom naštěstí není tak špatně, ale ani obloha stupně 8 neboli městská obloha, nám velkou radost neudělá. Obloha září šedobílou nebo oranžovou barvou, novinové titulky jsou bez problémů čitelné i bez zdroje světla. Některé nejjasnější objekty vzdáleného vesmíru jsou zkušenými pozorovateli sotva viditelné za dobré noci. Některé z hvězd známých souhvězdí jsou obtížně viditelné nebo úplně chybí. Bortle 7 V centrech středně velkých měst, v okrajových částech měst větších, ale v neposlední řadě i zde na Kraví hoře naši demonstrátoři zápasí s takzvaně příměstskou/městskou oblohou sedmého stupně Bortleho škály.celé nebe má mlhavý, šedivý nádech. Silné zdroje umělého světla jsou patrné ve všech směrech. Mléčná dráha je téměř nebo úplně neviditelná. Jasné objekty vzdáleného vesmíru mohou být spatřeny pouhým okem, ale jsou velmi nenápadné. Mraky jsou jasně nasvícené. Bortle 6 Světlou příměstskou oblohu mají nad hlavami obyvatelé menších obcí. Vydáte-li se za tmou někam za město, můžete narazit na nebe znečištěné na stupeň šest, v lepším případě někde mezi pětkou a šestkou. Žádné známky tzv. zvířetníkového světla nejsou patrné, ani za nejlepších nocí. Náznaky Mléčné dráhy jsou zřejmé pouze poblíž nadhlavníku. Obloha do výšky 35 stupňů nad horizont má světlý šedobílý nádech. Mraky kdekoliv na nebi se jeví poměrně jasně nasvícené. 2

4 Bortle 5 Oblohu současného venkova lze nejčastěji popsat pátým stupněm Bortleho škály. Něco lepšího už je v České republice nadstandardní. Náznaky zvířetníkového světla jsou vidět za nejlepších jarních a podzimních nocí. Mléčná dráha je velmi slabá či úplně neviditelná poblíž obzoru a i vysoko nad hlavou se zdá vybledlá. Zdroje umělého světla jsou viditelné ve většině směrů a na většině míst oblohy se mraky jeví znatelně světlejší než samotné nebe. Bortle 4 V Jihomoravském kraji mimo oblast Podyjí oblohu stupně 4, neboli venkovskou oblohu na několika místech snad najdeme. Čistou čtyřkou se mohou pokochat obyvatelé odlehlejších míst Vysočiny, Jihočeského a Plzeňského kraje nebo v pohraničních horách. Nápadné "čepice" světelného znečištění jsou vidět nad sídly v mnoha směrech. Zvířetníkové světlo je zřetelné, ale za soumraku či úsvitu nedosahuje ani poloviny cesty od horizontu k zenitu. Mléčná dráha vysoko nad obzorem je působivá, ale kromě nejvýraznější struktury postrádá detaily. Mraky ve směrech zdrojů světla jsou nasvícené, ale jen mírně a přímo nad hlavou zůstávají tmavé. Váš dalekohled je i z dálky viditelný. Bortle 3 Bohužel nic lepšího než to, co pan Bortle nazval venkovskou oblohou, už v naší vlasti neuvidíme. Nejšťastnější jsou astronomové žijící na Šumavě či Novohradských horách, velice pěkná tma je i na Kralickém sněžníku. Z míst dostupných obyvatelům Brna se jim přibližuje národní park Podyjí a blízké okolí. V hornatém Slovensku jsou taková místa běžnější. Známky světelného znečištění jsou viditelné podél obzoru. Mraky mohou být slabě nasvícené nad nejjasnějšími místy u horizontu, ale nad hlavou jsou tmavé. Mléčná dráha je bohatá a strukturovaná a některé jasné kulové hvězdokupy jsou zřetelně viditelné pouhým okem. Zvířetníkové světlo je velmi výrazné na jaře a na podzim, kdy po soumraku a před úsvitem dosahuje do výšky 60 stupňů nad obzor a může být slabě patrná i jeho barva. Váš dalekohled je z deseti metrů sotva vidět. 3

5 Bortle 2 Tmavá obloha se může objevit v parku tmavé oblohy Poloniny na úplném východě Slovenska. Doporučit lze i dovolenou na ostrůvcích jižního Chorvatska nebo ještě lépe Kanárské ostrovy. Airglow (velmi slabé, přirozené záření svrchních vrstev naší atmosféry) může být slabě patrné podél obzoru. Letní Mléčná dráha má při pohledu volným okem velmi bohatou strukturu a její nejjasnější části vypadají v obyčejném triedru jako mramor. Zvířetníkové světlo po soumraku a před úsvitem je tak jasné, že může vrhat slabé stíny a jeho barva se může jevit zřetelně žluťější než modrobílá Mléčná dráha. Mraky kdekoliv na obloze vypadají jako černé díry ve hvězdném pozadí. Svůj dalekohled vidíte jenom neurčitě, pokud se nepromítá na pozadí oblohy. Bortle 1 Vynikající, skutečně tmavá obloha. To nejde popsat, to se musí vidět. Zvířetníkové světlo, protisvit a zodiakální pás jsou viditelné - zvířetníkové světlo bije do očí a zodiakální pás se táhne přes celou oblohu. Mléčná dráha v oblasti Štíra a Střelce je tak jasná, že na zem vrhá zřetelné mlhavé stíny. Přítomnost Jupitera a Venuše na obloze může působit rušivě. Airglow je zřetelné podél horizontu. Pokud pozorujete na travnatém stanovišti obklopeném stromy, váš dalekohled a společníci téměř nejsou vidět. 4

6 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Ekliptika a pól ekliptiky Ukazuje se hvězdná obloha. Stanoviště nastaveno na Českou republiku. Tlumeně ukázat rovník a světový pól, výrazněji ukázat ekliptiku a pól ekliptiky. Rovina zemského rovníku není stejná jako rovina zemské dráhy kolem Slunce, obě roviny svírají úhel 23,5. Proto nenajdeme Slunce na světovém rovníku, ale zde na ekliptice. Pohyb oblohy. Během roku Slunce obejde celou hvězdnou oblohu kolem dokola. V létě se Slunce nachází nad rovníkem, v době letního slunovratu úplně nejvýš nad obzorem na rozhraní souhvězdí Býka a Blíženců. V okamžicích jarní a podzimní rovnodennosti najdeme Slunce v místech, kde ekliptika protíná rovník. Zde, v takzvaném jarním bodě v souhvězdí Ryb nebo v podzimním bodě na opačné straně oblohy v souhvězdí Panny. Během zimního slunovratu je Slunce nejvíce na jih od rovníku v souhvězdí Štíra. Zvýraznit planety. Všech osm planet obíhá kolem Slunce v téměř jedné rovině, proto i planety najdeme v těsné blízkosti ekliptiky, Slunce pak přesně na ekliptice. Ekliptika prochází přes notoricky známá souhvězdí jako je Lev, Panna, Býk nebo Vodnář. Zobrazit obrazy zvířetníkových souhvězdí a Hadonoše. Až se Hadonoš dostane nad jih, zastavit oblohu. Pro mnohé je překvapující, že souhvězdí, kterými prochází Slunce není dvanáct, nýbrž třináct. Mezi souhvězdími Štíra a Střelce prochází ekliptika i Hadonošem. Slunce v něm najdeme od 30. listopadu do 18. prosince. 1

7 Zvýraznit světový pól a precesní kružnici Severní pól ekliptiky najdeme v souhvězdí Draka. Světový pól jej během platónského roku obejde, dnes je v souhvězdí Malého medvěda. Je zvýrazněna jen ekliptika a její pól. Přidat kružnice cca na 5 stupňů severní i jižní ekliptikální šířky, zvětšit Měsíc a pustit pomalý posun oblohy. Měsíc neobíhá úplně přesně v rovině, ve které obíhá země kolem Slunce, jeho dráha na obloze je vůči ekliptice skloněná asi o pět stupňů. Měsíc se tedy od ekliptiky vzdaluje více než planety, ale přesto jej najdeme v její blízkosti. V létě, kdy ve dne ekliptika se Sluncem vystupuje vysoko nad obzor, najdeme v noci planety nebo Měsíc jen poměrně nízko nad jihem. V zimě je to naopak, Slunce je nízko a naopak noční část ekliptiky vysoko. Měsíc v úplňku se může v zimě u nás vyšplhat skoro 70 stupňů nad jižní obzor. Právě proto jsou zimní úplňkové noci tak jasné. Měsíc se totiž při sledování z našich zeměpisných šířek nachází kolem půlnoci nejvýše nad obzorem. Někde v těchto místech. Naopak v létě vídáme měsíční úplněk jen velmi nízko nad obzorem, někde v těchto místech. Nachází se tedy zhruba ve stejné části oblohy, v jaké můžeme sledovat Slunce v zimních měsících. 2

8 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Fáze Měsíce Náš nejbližší kosmický soused je vám všem určitě dobře známý. Můžete ho totiž pozorovat prostým okem, bez použití jakéhokoli dalekohledu. Na jeho povrchu můžete rozeznat tmavší a světlejší útvary. Těm tmavším plochám se říká měsíční moře a těm světlejším měsíční pevniny. A také jste si zcela určitě všimli, že Měsíc nevypadá stále stejně, ale každý den vypadá trochu jinak, a to díky jeho oběhu kolem Země, kdy Slunce osvětluje vždy odlišnou část jeho povrchu. Tomuto jevu se říká střídání měsíčních fází a všimli si ho již naši dávní předkové, kteří jej využívali k jednomu z prvních měření času. Pohled na noční oblohu během různých fází Měsíce i na vzájemnou polohu Slunce, Měsíce a Země z naší oběžné dráhy Měsíční cyklus začíná tzv. novem. To je moment, kdy se Měsíc nachází mezi naší planetou a Sluncem. Je pro nás vlastně neviditelný, jelikož se díváme na jeho neosvětlenou temnou polovinu a navíc se nachází během dne v těsné blízkosti Slunce. Při vzácných okolnostech, kdy se Země, Měsíc a Slunce dostanou přesně do jedné přímky a Měsíc je právě ve fázi novu, nastává úplné zatmění Slunce. Měsíční kotouč zakryje Slunce a my můžeme na denní obloze pozorovat dokonce jasné hvězdy tak typické pro noční nebe. Za zhruba týden po novu bude mít Měsíc tvar písmene D (tzv. dorůstá) a této fázi se říká první čtvrt. Během večerního soumraku ho spatříte nad jižním obzorem a díky tomu budete mít dostatek času, abyste si našeho souseda prohlédli i v dalekohledu, jelikož bude zapadat až kolem půlnoci. Navíc středem Měsíce prochází hranice (tzv. terminátor) mezi světlem a stínem, kde se měsíční povrchové útvary (např. krátery) jeví díky šikmému slunečnímu osvětlení velice plasticky. Kdybychom měli možnost se na Měsíc podívat z oběžné dráhy planety Země z nadhledu, viděli bychom, že Slunce, Země a Měsíc svírají úhel 90 (a osvětlena je jeho pravá polovina). Po první čtvrti Měsíc vychází stále později a vidíme stále větší část jeho osvětlené strany. 1

9 Za necelých 15 dní po novu se Měsíc dostane do tzv. fáze úplňku, kdy jeho celá přivrácená strana je osvětlena slunečním svitem. Pro vaši představu Měsíc se nachází na opačné straně od Země než je Slunce (je v tzv. opozici se Sluncem) vychází nad východním obzorem právě během západu Slunce. Kdybychom se mohli na Slunce, Zemi a Měsíc podívat z nadhledu, viděli bychom, že tato tři tělesa se nachází přibližně v jedné přímce. Během měsíčního úplňku za příhodných geometrických podmínek se také může stát, že Měsíc vstoupí přímo do stínu Země a nastane tzv. úplné zatmění Měsíce. Náš souputník ale nezmizí úplně bude mít načervenalý barevný odstín, způsobený rozptylem slunečního svitu v zemské atmosféře. Měsíční úplněk se mezi lidmi těší největší pozornosti, ale přitom k astronomickému pozorování je nejméně vhodný. Měsíční útvary jsou totiž osvětleny Sluncem takovým způsobem, že nevyniká jejich reliéf. Úplněk navíc osvětluje nejintenzivněji ze všech měsíčních fází noční oblohu, takže se v jeho svitu ztrácí většina slabších objektů noční oblohy. Po úplňku se u pravého okraje opět objeví hranice stínu a světla Měsíc couvá a vychází stále později. Jeho osvětlená část se bude stále zmenšovat až do chvíle, kdy po více než třech týdnech po novu se opět dostane do čtvrti tentokrát ale poslední. Náš nejbližší soused bude vycházet až někdy kolem půlnoci a bude vypadat jako písmeno C (tzv. couvá). Kdybychom měli možnost se na Měsíc podívat z oběžné dráhy planety Země z nadhledu, viděli bychom, že Slunce, Země a Měsíc svírají opět úhel 90 (tentokrát je osvětlena jeho levá polovina). Měsíc bude couvat i nadále, postupně se blížit ke Slunci a vycházet čím dál později, až nabude opět tvaru srpku. Nakonec po téměř 30 dnech zmizí v záři vycházejícího Slunce. Nastane opět nov a jeho cyklus proměn (tzv. lunace) může opět začít. 2

10 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Jupiter a jeho měsíce Nyní se vydáme k největší planetě naší Sluneční soustavy, a to k planetě Jupiter. Již dávní astronomové tuto planetu pečlivě pozorovali a měli ji ve velké úctě. A také proto ji starověcí Římané pojmenovali po nejvyšším ze svých bohů, Jupiteru. Stejně tak pro starověké Řeky byla tato planeta ztělesněním nejmocnějšího boha Dia. Byla prostě královskou planetou a my si ukážeme, že svému označení není nic dlužná. zrychlený pohyb od Země směrem k planetě Jupiter V tehdejší době, bez možnosti ji pozorovat dalekohledy, byla planeta Jupiter známa pouze jako jasná žlutá hvězda. Průměrná vzdálenost této planety od Slunce je totiž 780 milionů kilometrů a oběh kolem mateřské hvězdy jí trvá téměř 12 let. Současně je také velice daleko od Země a pokud bychom se k ní vydali rychlostí světla (což je km/s) trvala by nám cesta déle než 30 minut. Tolik času ale nemáme, takže využijeme schopností našeho digitária, díky kterému se ocitneme v jeho blízkosti během mrknutí oka. Definitivní představu o vzhledu a velikosti této planety jsme získali až v 70. letech 20. století, kdy kolem planety proletěly sondy Pioneer a Voyager. Jen pro vaši představu, Jupiter je téměř 2,5 krát hmotnější než všechny ostatní planety dohromady a do jeho objemu by se vešlo cca Zemí! Je to opravdový král mezi planetami Sluneční soustavy. blízký přelet nad atmosférou Jupitera Planeta Jupiter je tzv. plynný obrem, a to spolu s planetami Saturn, Uran a Neptun. Prostě a jednoduše řečeno nemá pevný povrch jako například naše planeta Země. Má hustou plynnou atmosféru, kterou tvoří zejména dva velice lehké prvky, a to vodík a helium. Po Jupiteru byste se tedy neprošli. Až kdybychom se blížili ke středu planety, tak by vodík získával vlastnosti kapaliny a kovu, a to díky extrémnímu vnitřnímu tlaku. Jupiterova atmosféra je velice bouřlivá a mrazivá. Nejvyšší rychlosti vzdušného proudění dosahují až 600 km/h a průměrná teplota plynného obalu planety se pohybuje kolem děsivých -120 C. Již při pohledu ze Země na Jupiter jednoduchým dalekohledem si můžete v atmosféře této obří planety povšimnout tmavých pásů a pruhů. Tyto typické oblačné útvary vznikají díky různorodému složení atmosféry, teplotním rozdílům a rychlé rotaci planety kolem vlastní osy. Jupiter se totiž otočí kolem vlastní osy za necelých 10 hodin (takže jeden den zde trvá 10 pozemských hodin!). 1

11 Teprve při bližším pohledu, jaký se například naskytl již zmíněným sondám Pioneer a Voyager, můžeme žasnout nad pestrou strukturou oblačných systémů. Pravděpodobně nejslavnějším útvarem Jupiterovy atmosféry je tzv. Velká rudá skvrna. Jedná se o gigantickou rotující bouři, která je dvakrát větší než planeta Země ( km x km). Větry se na okrajích tohoto oka pohybují rychlostí až 400 km/h. Velká rudá skvrna se také může pyšnit svou dlouhověkostí od doby, kdy ji astronomové pozorovali poprvé v 17. století, ještě nezanikla a stále se otáčí. celkový pohled na bohatou soustavu měsíců planety Jupiter V roce 1610 namířil italský astronom a fyzik Galileo Galilei svůj jednoduchý dalekohled na planetu Jupiter. To, co uviděl, ho velmi překvapilo. Kolem kotoučku planety spatřil čtyři hvězdy, které každým dnem měnily svou pozici. Díky tomu si uvědomil, že nejde o pouhé hvězdy, ale Jupiterovy čtyři největší měsíce. A proto na počest italského astronoma byly pojmenovány jako Galileovy měsíce. Celkem má tato planeta dokonce přes 60 (!) měsíců, ale je nutné jedním dechem dodat, že drtivá většina z nich jsou menší tělesa, jejichž rozměry se pohybují v desítkách nebo maximálně stovkách kilometrů. My se díky našemu digitáriu podíváme zblízka na zmíněné čtyři Galileovy měsíce, které můžete pozorovat i vy sami, a to již jednoduchým mysliveckým dalekohledem, tzv. triedrem. Postupný průlet kolem čtyř největších měsíců Jupitera Io, Europa, Ganymedes, Callisto Nejprve navštívíme měsíc Io. Od své mateřské planety se nachází zhruba ve vzdálenosti jako náš Měsíc od Země a také má podobnou velikost jako náš souputník. A právě silný gravitační vliv planety Jupiter způsobuje, že Io je vulkanicky zdaleka nejaktivnějším tělesem v naší Sluneční soustavě. To se potvrdilo v 70. letech 20. století, kdy sonda Voyager zjistila, že na povrchu měsíce Io se nachází aktivní sopky, které chrlí sopečný materiál na povrch. Touto bouřlivou geologickou aktivitou vzniká typické zbarvení jeho povrchu, kdy měsíc Io vypadá jako obří pizza. Stálá sopečná činnost, výlevy lávy a výtrysky chladného plynu zabarvují povrch měsíce do odstínů žluté, hnědé, šedé, oranžové, bílé a černé. Druhý měsíc, který si představíme, je Europa. Je to měsíc, jenž je jen o něco málo menší než náš Měsíc. Jeho povrch je ale od našeho souputníka zcela odlišný, pokývá jej totiž několik kilometrů silná rozpraskaná ledová kůra. Pod ledovou krustou se nachází objem vodní masy přesahující celkový objem vody všech pozemských oceánů dohromady! Třetím měsícem je obří Ganymedes největší měsíc v celé Sluneční soustavě, jenž svým průměrem km překonává dokonce i průměr planety Merkur. Ganymedes je částečně tvořen pevnou skálou a částečně ledovým příkrovem. Na jeho povrchu můžeme zahlédnout tmavé oblasti pokryté krátery a dlouhými prohlubněmi. Stejně jako Europa a Ganymedes je i nejvzdálenější galileovský měsíc Callisto pokryt ledem. Povrch tohoto nejtmavšího měsíce je zjizven velkým množstvím kráterů, jehož povrchu dominuje obrovská kruhová pánev jménem Valhalla s průměrem větším, než je délka České republiky. 2

12 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Komety Díváme se z boku na Sluneční soustavu. Začneme se k ní zvolna přibližovat a vidíme, jak se postupně objevují objekty Oortova oblaku. Nyní se nacházíme na periferii Sluneční soustavy, ve vzdálenosti 9 až 23 bilionů kilometrů od Slunce, což představuje vzdálenost asi dvou světelných roků! Tyto modré body znázorňují hypotetickou zásobárnu kometárních jader, kterou označujeme jako Oortův oblak. Toto místo je zdrojem kometárních jader, z nichž některé vlivem vzájemného gravitačního působení, díky gravitaci okolních hvězd nebo i vzájemnými srážkami, změnily svou dráhu směrem ke Slunci. Předpokládá se, že oblak tvoří až několik bilionů kometárních jader. Jádra sem byla vyhnána na počátku existence Sluneční soustavy, kdy se utvářely planety. Objekty v Oortově oblaku se skládají převážně ze zmrzlé vody, amoniaku a metanu. Jde však o velmi malá tělesa, až na výjimky ne větší než desítky kilometrů. Je ale potřeba zdůraznit, že Oortův oblak není v dosahu současné astronomické techniky. Jde pouze o hypotetickou zásobárnu komet, jejíž existence se předpokládá na základě mnoha pozorování drah komet. Přesun do Kuiperova pásu. Přesouváme se do oblasti tzv. Kuiperova pásu. Kuiperův pás se rozkládá od dráhy planety Neptun až do vzdálenosti osmi miliard kilometrů od Slunce. Nachází se zde množství malých těles, která zde zůstala z počátku vývoje Sluneční soustavy a zmrzlých prchavých látek jako je amoniak, metan, voda. Nalezneme zde i trpasličí planety jako Pluto, Makemake a Haumea. Objevuje se jádro komety. Právě zde, ve vzdálenosti asi pěti miliard kilometrů od Slunce, se nachází nejvzdálenější bod dráhy asi nejslavnější komety všech dob. Ano, řeč, je Halleyově kometě. První záznamy o této kometě pocházejí už z roku 239 př. n. l. Jako první její dráhu a návrat ke Slunci ovšem vypočítal až v roce 1705 anglický astronom Edmund Halley. Proto je také po něm tato kometa pojmenována. 1

13 Prohlédněme si kometu zblízka. Hlavní složkou komet je jejich kometární jádro. Skládá se z původního materiálu, ze kterého vznikla Sluneční soustava, podobně jako planety či asteroidy. U komet však nedošlo k diferenciaci materiálu jako u ostatních těles a proto jsou výborným zdrojem informací o původním složení Sluneční soustavy. Jádro je pevná část komety. Je tvořeno převážně z vodního ledu a zmrzlého oxidu uhelnatého a uhličitého. Může měřit řádově kilometry až desítky kilometrů. Přesouváme se k planetě Saturn. Záběr zblízka na povrch komety, ze kterého dochází z ní k úniku materiálu do okolí. V roce 2060 doletí Halleyova kometa k planetě Saturn. V této vzdálenosti již začne narůstat aktivita jejího jádra. Při přibližování jádra komety ke Slunci, se totiž začne její povrch vlivem slunečního tepla zahřívat. Odstartuje se vypařování zmrzlé vody a plynů, které prostřednictvím tzv. gejzírů s sebou začnou strhávat i pevné části jádra. Prach a plyn tryskající z jádra vytváří okolo něj obálku zvanou komu. Tato koma je daleko rozsáhlejší než jádro, v řádech desetitisíců kilometrů. Vizualizace plynového a prachového ohonu. Pokud kometa produkuje dostatečné množství plynu a prachu, vytvoří se za komou komety ohony. První je prachový, který je tvořený velice jemných prachem. Tento ohon je lépe pozorovatelný, silnější a zakřivený, někdy strukturovaný. Je tvarován hlavně rotací a gravitací jádra a velikostí prachových zrnek. Druhý, plynný ohon, vzniká strháváním ionizovaných molekul plyny díky slunečnímu větru. Ohon je dlouhý, rovný a úzký. Září modrým světlem. Ohony mohou dosahovat délky až několik set tisíc kilometrů. Plynný ohon míří vždy přímo od Slunce, naopak prachový může být zakřivený. Prolétáváme kolem Země. Dostáváme se do její atmosféry a na povrch. Na obloze se ukazuje velká kometa. Komety na pozemské obloze dokážou vykouzlit zajímavá nebeská představení. Neobyčejný jas a několik stupňů dlouhý chvost některých komet totiž dokáže vytvořit skutečně nepřehlédnutelnou ozdobu noční oblohy. Například Velká kometa z roku 1744 byla pohodlně vidět i za denního světla a oblohu ozdobila hned šesti chvosty! Není divu, že astronomové si s původem tak nápadných a nenadálých úkazů, jaké komety připravovaly, dlouho nevěděli rady. Po několik staletí se drželi mylné představy řeckého filozofa Aristotela, že komety jsou jevem vznikajícím ve vrchních vrstvách zemské atmosféry a že tudíž patří mezi běžné meteorologické jevy. 2

14 Pohled na samotné komety ozdobené nádhernými chvosty ovšem nejsou jediným nebeským představením, které nám tito zmrzlí poslové z periferie Sluneční soustavy dokážou na pozemské obloze předvést. Při své cestě po Sluneční soustavě ztrácejí komety část své hmoty, rozpadají se a zanechávají podél své dráhy smetí. Při každém návratu ke Slunci, tak kometa ztratí obrovské množství svého materiálu, což v konečném důsledku vede k její záhubě. Střetne-li se planeta Země s tímto rozesetým materiálem, můžeme na pozemské obloze pozorovat meteorický roj. Vizualizace meteorického roje. Tak například zmíněná Halleyova kometa mohla za vznik meteorického roje Orionid a η Akvarid. Bohužel, někdy se komety pohybují velmi blízko u Slunce, které si je dokáže svojí gravitací přitáhnout. Občas dojde k jejich rozpadu, nebo totálnímu zániku. 3

15 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Meteorický roj Pomalu se otáčí obloha Určitě už jste někdy stáli pod hvězdnou oblohou, obdivovali jste její krásu, když v tom vaše rozjímání vyrušil rychle padající zářící objekt, který zmizel stejně rychle, jak se objevil. Je velice pravděpodobné, že jste viděli, tzv. padající hvězdu, jak se nesprávně říká meteoru. Také se říká, že při jejím zahlédnutí si máte něco přát. Údajně se vám přání splní..., ale to už nechám na vašem zvážení. Každopádně si dnes vysvětlíme, co přesně padající hvězdy jsou, kdy, kde a kolik takových padajících hvězd můžeme vidět. Nemusíte mít zrovna doktorát z astrofyziky, abyste věděli, že z oblohy nám hvězdy ve skutečnosti nepadají. To bychom jich tam za chvíli moc neměli, protože se nejedná o nijak vzácný jev. Ale začneme pěkně od začátku. Tím, jak naše Země neustále obíhá kolem Slunce, se střetává s menšími, ale i většími tělesy, jenž se označují meteoroidy. Jedná se o tělesa velikosti milimetru až po několik desítek metrů. V okamžiku kdy meteoroid vletí do zemské atmosféry, se díky své rychlosti zahřeje na vysokou teplotu, rozzáří se a my potom můžeme na obloze pozorovat jev, kterému říkáme meteor, tedy naši známou padající hvězdu. občas oblohou proletí meteor Spoustu takových vesmírných nečistot, tedy kousíčků kamínků, za sebou zanechávají komety, které je při oběhu kolem Slunce uvolňují ze svého povrchu. Tyto částečky pokračují kolem Slunce po drahách velice podobných dráhám komet. A občas se stává, že naše Země takovou dráhu částeček protne. Pak to vypadá, jakoby meteory vylétávaly z jednoho místa na obloze a samozřejmě se zvýší i počet meteorů, které na obloze lze spatřit. Místu, ze kterého zdánlivě meteory vyletují se pak říká radiant a hovoříme pak o meteorickém roji. 1

16 meteory vyletují z radiantu, poté ukázat radianty jednotlivých rojů V tuto chvíli si ukazujeme, jak takový meteorický roj vypadá. Jeden z nejznámějších meteorických rojů jsou Perseidy, známé také jako Slzy svatého Vavřince. Právě krátce po svátku všech Vavřinců, nastává mezi 11. a 13. srpnem maximum meteorického roje Perseid. V tomto období můžete při troše štěstí na obloze spatřit kolem 70 meteorů za hodinu. Mezi další známé meteorické roje patří třeba Kvadrantidy, jehož radiant se nachází v souhvězdí Pastýře a pozorovat je můžeme počátkem roku. Zhruba v polovině dubna můžeme pozorovat Lyridy jenž zdánlivě vyletují ze stejnojmenného souhvězdí, v druhé polovině října zase Orionidy a v polovině prosince Geminidy. Jak už jste se asi sami dovtípili, meteorický roj nese jméno souhvězdí, ve kterém se nachází jeho radiant, tedy to zdánlivé místo, odkud meteory vyletují. Meteorcký déšť Leonid Občas se stane, že frekvence meteorického roje přesáhne i několik tisíc meteorů za hodinu. To se v historii několikrát stalo třeba u meteorického roje Leonid a pak takovému úkazu říkáme meteorický déšť. Leonidy mají své maximum v polovině listopadu a jsou spojené s kometou Tempel-Tuttle, která má dobu oběhu 33 let. Nejpozoruhodnější meteorický déšť Leonid byl pozorován v roce 1833 anebo v roce 1966, kdy na obloze bylo možné pozorovat několik desítek tisíc meteorů za hodinu. Ostatně můžeme si nyní ukázat, jak to zhruba v roce 1833 nebo 1966 mohlo vypadat. Není divu, že obzvlášť v roce 1833, tento jev vyděsil nejednoho obyvatele Ameriky, kde bylo možné meteorický déšť pozorovat. Bolid Nemusí to být zrovna meteorický déšť, který by nás mohl vyděsit. Stačí na to i jeden meteoroid o velikosti několika metrů, který by vletěl do zemské atmosféry. Díky vysoké rychlosti a tření se meteoroid zahřeje na vysokou teplotu a my ho pak můžeme na obloze pozorovat jako velice jasný rychle letící objekt. Takový velice jasný meteor pak označujeme jako bolid. Tolik tedy povídání o meteorech, meteorických rojích a deštích. Věřím, že pokud někdy v budoucnu nějaký meteor zahlédnete, už to pro vás nebude neznámý úkaz. Zkuste pozorovat třeba letní meteorický roj Perseid. Ideální je, si lehnout do spacáku, povídat si s přáteli a sledovat svítící divadlo nad vašimi hlavami. A pokud zrovna meteory nebudou létat? Tak přinejhorším strávíte romantickou noc se svými přáteli. A to přece taky není k zahození. 2

17 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Mléčná dráha pomalu se otáčí obloha, simulace přesvětlené oblohy Pokud byste chtěli zahlédnout Mléčnou dráhu z většího města, s největší pravděpodobností budete mít smůlu. Větší, ale i menší města, se utápí ve světelném smogu. Nevhodné pouliční osvětlení, nasvěcování památek, reklam a různých budov způsobuje, že nad městy se vytváří naoranžovělá záře, ve které jsou vidět pouze ty nejjasnější hvězdy. A je to skutečně škoda, protože místo desítek hvězd můžete na obloze pouhýma očima spatřit i několik tisíc hvězd. Chce to jediné najít místo, kde vás nebude rušit žádný světelný smog. Pak zahlédnete oblohou doslova posetou neuvěřitelným množstvím hvězd, mezi kterými se bude proplétat stříbrný pás Mléčné dráhy. úplné setmění, ukázka skutečně tmavé oblohy Tady v sále digitária máme výhodu v tom, že si ideální tmu a krásnou noční oblohu můžeme kdykoliv udělat. A také si vysvětlíme, co vlastně Mléčná dráha je. ukazovat Mléčnou dráhu procházející přes souhvězdí Když se řekne Mléčná dráha, tak si určitě vybavíte tento mlhavý pás, který se táhne přes celou oblohu. Mléčnou dráhu můžete pozorovat v zimě i v létě. V zimě nad jižním obzorem prochází souhvězdím Velkého psa, stoupá přes souhvězdí Oriona, Býka a pak klesá směrem k severnímu obzoru přes souhvězdí Persea a Kasiopeji. O něco výraznější je v létě, kde prochází souhvězdím Střelce, stoupá vzhůru přes souhvězdí Orla a Labutě, a nad severním obzorem prochází souhvězdím Kasiopeji a Persea. Mléčnou dráhu vidíme díky tomu, že se v těchto místech nachází obrovské množství hvězd. Pouhýma očima ale rozlišíme jen malou část hvězd. Stačil by nám ale i malý dalekohled namířený do Mléčné dráhy, abychom díky němu už spatřili obrovské množství jednotlivých hvězd, které bez dalekohledu vidíme jen jako mlhavý pás. 1

18 Mléčná dráha je kromě hvězd tvořena i mezihvězdným plynem a prachem, který nám zabraňuje pohlédnout do vzdálenějších oblastí Galaxie. Proto se nám při pohledu na Mléčnou dráhu zdá, jakoby v ní byly temné trhliny. Všechny hvězdy, které vidíte na obloze, patří do naší Galaxie. Ta se také označuje jako Mléčná dráha. Galaxii si představte jako obrovský a plochý hvězdný disk. Vypadá podobně jako hrubší lázeňský oplatek. Kdybyste letěli rychlostí světla z jednoho konce naší Galaxie na druhý, trvalo by vám to sto tisíc let. Nejvíce hvězd se nachází v centru Galaxie. Při pohledu ze Země, to je v místech, kde se nachází souhvězdí Střelce. Právě proto je v těchto místech Mléčná dráha nejjasnější. A byla by ještě daleko jasnější, kdyby nám vzdálené hvězdy poblíž středu nezakrýval prach a plyn. Naše Země, a vlastně celá Sluneční soustava, se nachází uvnitř naší Galaxie, takže celou Galaxii zahlédnout nemůžeme. To ale jak naše Galaxie vypadá si můžeme ukázat. V tuto chvíli se nám obloha natáčí tak, jak by byla pozorovatelná během podzimu. V těchto místech se nachází souhvězdí Andromedy, ve kterém najdeme nejvzdálenější objekt, který na obloze můžeme spatřit pouhýma očima. Jedná se o galaxii, která je od nás vzdálená 2,5 milionů světelných let. To znamená, že kdybychom chtěli rychlostí světla letět k této galaxii, trvalo by nám to právě 2,5 milionů roků. A na galaxii v Andromedě si můžeme ukázat, jak vypadá asi naše Galaxie. přiblížení fotografie M 31 Vypadají totiž podobně. Za dobrých pozorovacích podmínek byste pouhýma očima na obloze mohli spatřit mlhavý obláček, jako vidíme právě v tuto chvíli. Pokud bychom se podívali dalekohledem už bychom spatřili tuto galaxii daleko lépe. A nějak takto bychom ji viděli těmi největšími dalekohledy. V tuto chvíli nádherně vidíme jasný střed galaxie a také spirální ramena. Až se tedy někdy budete dívat v noci na oblohu a uvidíte nad sebou obrovské množství hvězd, budete se vlastně dívat na naše blízké sousedy. I když jsou od nás vzdálené třeba i několik desítek tisíc světelných let. Jak už jsme si ukázaly v případě galaxie v Andromedě, existují světy mnohem vzdálenější. 2

19 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Polární záře Pohled na Slunce z vesmíru. Slunce je nejbližší hvězda k Zemi. Díky jeho světlu a teplu se na Zemi mohl vyvinout a udržet život. V jeho nitru neustále probíhají termonukleární reakce, kdy dochází k přeměně vodíku na helium za vzniku energie. Slunce je tedy koule horkého plazmatu, která neustále produkuje ohromné množství energie. Slunce se v průběhu svého života neustále mění. Někteří dokonce zastávají názor, že se řadí k proměnným hvězdám. Projevem aktivity Slunce je například sluneční vítr, sluneční skvrny, protuberance, erupce či fakule. A právě za vznik polárních září mohou tyto projevy Slunce. Kromě elektromagnetického záření Slunce produkuje velké množství částic. Shluky těchto částic (elektrony, protony a jádra těžších prvků), kterým říkáme sluneční vítr, mají dostatečnou únikovou rychlost, aby se odpoutaly od Slunce a vydaly se napříč Sluneční soustavou. Let od Slunce směrem k Zemi. Země je od Slunce vzdálena 150 milionů kilometrů. Světlo ze Slunce urazí tuto vzdálenost za 8,3 minuty. Avšak slunečnímu větru, který se pohybuje rychlostí km/s, to trvá více jak dva dny. Země se v závislosti na sluneční aktivitě neustále setkává s volnými částicemi ze Slunce, což je nebezpečné především pro přístroje využívající šíření elektromagnetických vln. Naštěstí má Země velmi účinný štít magnetické pole, které dokáže většinu těchto částic odklonit. Zobrazuje se magnetické pole Země. Magnetické pole si můžeme představit pomocí siločar. Vystupují ze severního magnetického pólu a vstupují do jižního. Tyto magnetické póly se pohybují rychlostí až několik desítek kilometrů za rok po povrchu Země a neshodují se se severním a jižním světovým pólem. Magnetické pole na přivrácené straně ke Slunci je deformováno od slunečního větru, ale odvrácená strana zasahuje až do vzdálenosti 100 tisíc kilometrů od planety. 1

20 Simulace polární záře. Když se sluneční vítr setká s magnetickým polem Země, část materiálu se odrazí zpět do prostoru a zbylá část se pohybuje po spirálách podél silokřivek do atmosféry Země, kde reaguje s atmosférickými částicemi. Polární záře se objevují jak na severní polokouli tak i na jižní v oblastech kolem pólů. Ukazuje se polární záře nad severním pólem a jižním pólem. Na severní polokouli je nazýváme Aurora Borealis. Stejný jev odehrávající se na opačné straně zeměkoule, nad jižním magnetickým pólem, je nazýván Aurora Australis. Tento jev lze vidět ve vzdálenosti km od magnetických pólů Země, kolem 70. stupně zeměpisné šířky. Záře na severu prochází nad oblastí Severní Kanady, Aljašky, Grónska, Sibiře. V těchto místech se tedy nepravidelně vyskytuje pás široký přibližně 5, který je různě deformovaný aurorální ovál. Za příznivých podmínek mohou být polární záře viditelné i u nás. Jedna taková byla například zaznamenaná v Praze v noci z 30./31. října Polární záře vzniká ve výšce km a její barvu ovlivňuje hustota atmosféry jenž má vliv na intenzitu a frekvenci vzniklého záření. Nejčastější barvou je zelená. Vzniká ve výšce 400 km a níže, kde částice ze Slunce reagují s atomy kyslíku. Méně časté jsou červené polární záře, které vznikají ve vyšších vrstvách atmosféry, při interakci s kyslíkem či dusíkem. Polární záře mají tvar stěn, které mohou mít na délku až 1000 km a jejich tloušťka je jen několik kilometrů (maximálně desítky). 2

21 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Průlet nad Marsem pomalé přibližování k planetě Mars je čtvrtou planetou v pořadí od Slunce, jeho velikost je něco mezi planetou Zemí a jejím Měsícem a na jeho povrchu přistálo více sond, než na všech ostatních planetách ve Sluneční soustavě dohromady. Díky tomu je také Mars po Zemi nejprozkoumanější planetou a rozhodně se jedná o nejlepšího kandidáta na objevení případného primitivního života. Na Marsu se totiž v dávné minulosti nacházelo velké množství tekoucí vody, což je prvotní předpoklad k vytvoření života. Dnes vodu na Marsu najdeme ve formě vodního nebo suchého ledu (tvořeného oxidem uhličitým). přílet k Marsu polární čepičky Nejvíce ledu se na Marsu nachází, podobně jako na Zemi, v polárních oblastech. Na Zemi se jedná o Arktidu a Antarktidu, na Marsu těmto místům říkáme polární čepičky. Za příznivých pozorovacích podmínek lze tyto oblasti spatřit ze Země i menším astronomickým dalekohledem. My máme výhodu v tom, že se nemusíme spoléhat pouze na pozemské dalekohledy, ale využijeme záběry, které pořídily kosmické sondy a prohlédneme si Mars díky tomu hodně z blízka. přelet nad severní a jižní polární čepičkou Jelikož sklon rotační osy Marsu je téměř stejný jako u Země, střídají se na Marsu roční období podobně jako na Zemi. Toto střídání má vliv na velikost samotných polárních čepiček. Během zimních měsíců, kdy je polární čepička odvrácená od Slunce, se zvětšuje a teplota zde klesá pod -140 stupňů Celsia. Naopak v létě, kdy je polární čepička natočená ke Slunci, se zmenšuje a teplota vystupuje na - 40 stupňů Celsia. 1

22 vzdálení od Marsu sopky Nyní se opět od planety trochu vzdálíme. Vyletíme do výšky km nad povrch. Právě z této vzdálenosti totiž krásně uvidíme čtveřici marsovských vulkánů v oblasti Tharsis. Tři sopky jsou seřazeny v jedné řadě a opodál stojí gigant mezi sopkami, mohutný Olympus Mons. Tato mohutná sopka je největší v celé Sluneční soustavě. Ostatně posuďte sami. Na výšku má víc jak 21 kilometrů a kdybychom ji chtěli umístit na Zemi, tak by její rozloha odpovídala území Francie. Jen samotný kráter na vrcholu vulkánu má rozměry 91 x 72 kilometrů a hloubkou přes tři kilometry. Nutno dodat, že sopečná aktivita na Marsu je již dávnou minulostí a marsovské sopky jsou dnes pouze pozůstatkem po bouřlivých procesech, které se na Marsu odehrávaly. Údolí Marineru Dalším nepřehlédnutelným unikátem na povrchu Marsu je dlouhé Údolí Marineru, které se nachází nedaleko od rovníku. Tuto proláklinu objevila v roce 1971 kosmická sonda Mariner 9, díky které dostalo údolí své jméno. Jedná se o rozsáhlý komplex kaňonů a roklí, před kterým bledne závistí i americký Grand Canyon. Posuďte sami: délka údolí dosahuje tří tisíc, šířka šesti set a hloubka téměř devít kilometrů. Jde nejspíš o gigantickou prasklinu v kůře. Zdá se však, že na některých místech sehrála při formování soustavy kaňonů významnou roli i voda. Tvář na Marsu Další oblast, kterou na povrchu Marsu prozkoumáme se jmenuje Cydonia Mensae. Pravděpodobně vám tento název nic neříká. Nejedná se ani o nijak významnou oblast, ale nachází se tam útvar, který zná mnoho milovníků vesmíru a tajemna. Spoustu rozruchu totiž způsobila fotografie, kterou pořídila v roce 1976 sonda Viking 1. Špatná kvalita snímku a také hra světel a stínů způsobila, že na fotografii je vidět jakoby humanoidní tvář známá také jako tvář na Marsu. Samozřejmě se fotografie ihned stala zdrojem pro konspirační teorie. Až o víc jak dvacet let později se na danou oblast zaměřily kosmické sondy, které pořídily fotografie s lepším rozlišením. Snímky ukázaly, že se jedná pouze o jeden z pahorků, které se v dané oblasti vyskytují a nikoliv o dílo marťanů. 2

23 Červené zbarvení Marsu pomalé vzdalování od planety Uskutečnili jsme krátkou výpravu po zajímavých místech na marsovském povrchu, během které jste si určitě všimli nápadného červenohnědého zbarvení. Ostatně Marsu se také často říká rudá planeta. Díky načervenalému zbarvení, které evokuje krev a je patrné i pouhýma očima na pozemské obloze, byl Mars, často ve starověkých mytologiích spojován s bohem války. Ve skutečnosti samozřejmě není toto zbarvení způsobeno krví. Typické načervenalé zabarvení marsovské krajiny způsobují všudypřítomné vrstvy prachu a písku s vysokým podílem oxidů železa. Tolik tedy průlet nad rudou planetou. V současné době na povrchu, ale i na oběžné dráze kolem Marsu pracuje několik sond. Věřme, že nám současné, ale i budoucí kosmické sondy přinesou spoustu dalších zajímavých informací. 3

24 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Rovník Obloha viděná ze severního pólu Takto vypadá hvězdná obloha nad severním pólem. Zrychlený běh času Země se nám otáčí pod nohama a my vidíme pohyb hvězdné oblohy. Na severním pólu míří zemská osa kolmo k povrchu Země přímo do nadhlavníku. Přibližně k této hvězdě, k Polárce. Polárka tedy není úplně přesně na severním nebeském pólu ale je velmi blízko. Severní nebeský pól nebo severní světový pól, je to totéž, je označený křížkem. Označit pól a rovník Nyní necháme rychleji plynout čas, kdyby se vám točila hlava, zavřete oči. Ve zrychleném běhu času vidíme, že se všechny hvězdy pohybují kolem světového pólu. Žádná hvězda zde nevychází ani nezapadá, tedy kromě jedné, k tomu se ale dostaneme později. Zároveň zde vidíme jen jednu polovinu hvězdné oblohy, tu severní. Spojnice všech souhvězdí Souhvězdí na jih od světového/nebeského rovníku nevidíme. Světový rovník, který lidem stojícím na zemském rovníku prochází nad hlavami, zde na severním pólu Země kopíruje horizont. Zastavit běh času. Pomalý pohyb pozorovacího stanoviště do zeměpisné šířky České republiky. Ukázali jsme si oblohu nad severním pólem, ovšem jak to vypadá u nás v České republice tisíce kilometrů na jih? Vydáme-li se na cestu na jih (ze severního pólu se ostatně ani jiným směrem jít nedá), severní světový pól i s blízkou Polárkou klesají k severnímu obzoru, naopak nad jihem se výše a výše dostává světový rovník, naznačený tímto způsobem. Pod světovým rovníkem nad jihem se nám ukazuje i část jižní poloviny hvězdné oblohy. Česká republika se rozkládá okolo padesátého stupně severní zeměpisné šířky. Polárku najdeme nad severním obzorem přibližně padesát stupňů vysoko. 1

25 Spojnice souhvězdí zhasnout, pohyb k jihu ukončit. Zobrazují se kružnice oddělující cirkumpolární oblast oblohy. Hvězdy nacházející se v této oblasti u nás v České republice nevycházejí ani nezapadají. Najdeme je zde pořád, jsou tam i ve dne, tehdy jen nejsou vidět. Obrázky všech cirkumpolárních souhvězdí. Po celý rok u nás vidíme Velkou medvědici, Malého medvěda, Draka, Rysa, Žirafu, Cassiopeu nebo Cefea. Obrázky souhvězdí hasnou. O tom, že podle Polárky najdeme směr k severu jsme se už zmiňovali, ovšem v minulosti tomu tak nebylo. V době, kdy se stavěly velké pyramidy v Gíze, které jsou orientovány podle světových stran, se jejich tvůrci neřídili podle Polárky, ale podle hvězdy Thuban v souhvězdí Draka. Směr, kam míří zemská osa a s ním i hvězda, kterou bychom mohli nazývat polárkou, se mění neustále, avšak velmi pomalu. Příčinou je precese, kterou vyvolává gravitační působení ostatních těles, především pak Měsíce a Slunce, na rotující Zemi. Země se tedy chová jako obrovský roztočený setrvačník. Jeho osa ovšem není kolmá k rovině oběžné dráhy, ale je skloněná asi o 23,5 stupně. Odletět od Země, podívat se na ni z vesmíru a ve zrychleném běhu času ukázat precesi. Teď se na naši planetu podíváme z vesmíru a přesvědčíme se o pohybu zvaném precese na vlastní oči. Podobně jako naše Země se chová i roztočená dětská káča, která místo aby spadla, vykonává zvláštní kývavý pohyb. Po nějaké době se zemská osa vrátí do původního směru. Této periodě se říká Platónský rok a trvá více než let. Precesní kružnice (kdyby šlo i s letopočty po x000 letech). Během tohoto období opíše nebeský pól tuto kružnici. V minulosti byl polárkou třeba zmiňovaný Thuban nebo také velice jasná Vega ze souhvězdí Lyry, jedna ze dvou nejjasnějších hvězd na sever od rovníku. A za další tisíce let se severní světový pól do těchto míst zase vrátí. 2

26 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Smyčky planet Pomalu se otáčí obloha. Pohled z vesmíru na planety Sluneční soustavy, které se pohybují kolem Slunce. Ve Sluneční soustavě se nachází 8 planet, které se neustále pohybují po eliptických drahách kolem Slunce. Doba jejich oběhu závisí na vzdálenosti od Slunce. Neptun se otočí jednou kolem Slunce za 165 let, Zemi to trvá jeden rok a Merkuru jen 88 dní Přesun na Zemi Život lidí je příliš krátký, abychom během něj dokázali postřehnout změny poloh hvězd na nočním nebi. Co však dokážeme pozorovat, je pohyb Slunce a planet na hvězdném pozadí. Slunce se v průběhu roku na obloze nachází v třinácti souhvězdích. Jsou to zvířetníková souhvězdí a souhvězdí Hadonoše. Slunce se postupně přesouvá z jednoho souhvězdí do druhého po dráze, které říkáme ekliptika. Pohled na hvězdnou oblohu Právě poblíž ekliptiky najdeme všechny planety. Jak je ale můžeme rozeznat od hvězd? Jak už bylo řečeno, planety se zdržují poblíž ekliptiky, proto je nikdy nenajdeme v souhvězdích jako je Velká či Malá Medvědice, Cassiopeia, atd. Jasné planety můžeme od hvězd snadno rozeznat podle jejich svitu. Hvězdy se od nás nacházejí mnohem dále než planety, takže vyzařují úzký svazek světla. Toto světlo je vychylováno ze svého směru zemskou atmosférou. Proto hvězdy na obloze blikají. Světlo přicházející od planet je však klidnější, jelikož se jedná o plošný zdroj světla, u kterého světelné paprsky problikávají v různou dobu nezávisle na sobě. 1

27 Spouští se rychlý pohyb planet mezi hvězdami. Nejlepším způsobem, jak rozpoznat planetu mezi hvězdami, je jejich dlouhodobé sledování. Planety Sluneční soustavy dělíme v závislosti na postavení k Zemi, na planety vnitřní (Merkur, Venuše) a vnější (Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun). Vnitřní planety se nacházejí vždy v témže nebo v sousedním souhvězdí jako Slunce, od kterého se mohou odchýlit jen o určitý maximální úhel. Při podrobném sledování zjistíme, že planety vnější se chovají odlišně vytváří na obloze zvláštní smyčky. Zprvu se vnější planety pohybují mezi hvězdami od západu k východu, ovšem pak se začne její pohyb zvolňovat, až nadejde den, kdy se úplně zastaví. Poté se dají opět do pohybu, ovšem opačným směrem (od východu k západu)! Nejprve se vrací pomalu, ale pak stále rychleji, až podruhé zastaví, aby pak následovaly svůj původní pohyb. Dráhy vnějších planet mezi hvězdami se podobají velikým kličkám. Co se to stalo? Nesmíme zapomínat na to, že na planety se díváme z pohybující se Země. V době opozice (je na pozemské obloze nejdále od Slunce) například Marsu se tedy pohybujeme stejným směrem jako tato blízká planeta, ovšem díky tomu, že jsme blíže ke Slunci, se pohybujeme rychleji než Mars. Proto se nám zdá, že Mars nejenže neputuje směrem, jaký bychom očekávali, ale dokonce couvá. Planety, které se nacházejí blíže ke Slunci, se mezi hvězdami pohybují rychleji, než planety nejvzdálenější. Například Mars projde všemi ekliptikálními souhvězdími za necelé dva roky, Jupiteru to trvá let 12. 2

28 Hvězdárna a planetárium Brno, příspěvková organizace Sada performancí: Procházka oblohou Kapitola: Stratrails Pohled na aktuální oblohu, pohled na sever Takto bychom dnes večer mohli vidět oblohu, pokud by bylo jasno. Asi neexistuje člověk, který by při pohledu na stále vzácnější temné a třpytivými hvězdami poseté nebe řekl, že je nezajímavé. A jelikož se nám, stejně jako všem ostatním lidem, hvězdné nebe líbí, většina z nás si chce pořídit fotografii. V tom případě ovšem hned narazíme na problém. Problémů, na které narazíme, bude možná víc, ale jedním z nejpalčivějších bude tmavost nočního nebe. Jen málo světla dopadá do objektivu našeho fotoaparátu a výsledná fotografie proto bude bohužel velmi tmavá. Naštěstí v podstatě všechny středně drahé a dražší fotoaparáty umožňují nastavit dlouhou expozici manuálně. Světlo budeme sbírat po delší dobu a mělo by být po problému, protože fotoaparát tak bude schopen zachytit mnohem více světla než lidské oko. Pustit pomalý pohyb oblohy Po vyřešení problému s dlouhou expozicí se však vzápětí objeví další. Zeměkoule se nám otáčí pod nohama a díky tomu většinu hvězd vidíme přecházet od východu přes jih na západ. Hvězdy nad severním obzorem ovšem nezapadají, ale opisují kružnice kolem severního světového pólu. Každou minutu proto najdeme všechny hvězdy na trochu jiném místě a fotografujeme-li oblohu expozičním časem delším než několik či nanejvýš několik desítek sekund (to záleží na použitém ohnisku a tedy šířce záběru), protáhnou se nám hvězdy do podoby obloučků. Právě z tohoto důvodu jsou dalekohledy na hvězdárnách a astronomických observatořích posazeny na poháněné montáže, které se pomalu otáčejí spolu s hvězdami, podobně jako se slunečnice během dne otáčí za Sluncem. Zachytit stopy hvězd, cizím slovem "startrails", může ovšem být i naším záměrem. Můžeme schválně fotografovat otáčející se oblohu po dobu několika hodin a nechat hvězdy, aby za sebou nechaly své světelné stopy. 1

29 V planetáriu se spustí startrails Pokud do takového snímku vhodně zakomponujeme pozemní objekty, může vzniknout velmi zajímavá fotografie. Třeba takováto. Obrázek: Startrails s Polárkou (blízko středu kruhu) a se siluetami skal. Snímek vznikl seskládáním 305 záběrů pořízených při 15sekundových expozicích. Snímek pořídil pomocí fotoaparátu Canon 5D Mark III D Pavel Gabzdyl. Všimněte si ovšem této hvězdy. Není nijak výrazně jasná, ale je význačná svou polohou. Jejím směrem míří zemská osa a my vidíme oblohu otáčející se kolem ní. Tou hvězdou je samozřejmě Polárka. Polárka tedy není úplně přesně na severním nebeském pólu, ale díky vzdálenosti necelý jeden stupeň od něj dělá tak malé kroužky, že je snadno přehlédneme. Vypíná se denní pohyb a efekt startrails. Zastavit oblohu s Velkým vozem v nekrkolomné poloze, opět bodové hvězdy. Nalezení Polárky a severního světového pólu je poměrně snadné. Postačí, když najdeme Velký vůz. Velký vůz nepatří mezi oficiálně uznávaná souhvězdí, to souhvězdí je větší a celé se správně jmenuje Velká medvědice. 2

30 Ukáže se na pár okamžiků vyobrazení souhvězdí Velké medvědice. Hvězdy představující zadní část Velké medvědice jsou výrazně nápadnější než ostatní, proto si všimneme především onoho Velkého vozu. Nápadným seskupením hvězd, které nepatří mezi oficiální souhvězdí, se říká asterismy. Spojnice hvězd Velkého vozu, ukázat prodloužení od zadních kol k Polárce. Ztratíte-li se, stačí najít Velký vůz. Naštěstí patří k těm skupinám hvězd, které nikdy nezapadají. Z České republiky je Velký vůz vidět pořád, kdybychom zhasli Slunce, mohli bychom jej vidět i ve dne. Pokud nemůžete najít Velký vůz, nejspíš vůbec nejste v České republice, dokonce ani v Evropě. V takovém případě se nejspíš nacházíte někde mnohem více na jihu. Pokud jste ale byli při hledání Velkého vozu úspěšní, stačí už jen přibližně pětkrát prodloužit jeho zadní stěnu. Pokud jste si vybrali špatný směr, máte ještě jeden pokus a za odměnu dorazíte k Polárce. Polárka patří do souhvězdí Malého medvěda, kterému se také říká Malý vůz. Zobrazí se na chvíli vyobrazení Malého medvěda. Polárka se v současnosti k severnímu nebeskému pólu přibližuje, lépe řečeno severní pól se přibližuje k Polárce vlivem precesního pohybu zemské osy. Bude se přibližovat až do roku 2102, kdy bude jen necelého půl stupně daleko, poté se bude severní světový pól od Polárky zase vzdalovat. Ukázat precesní kružnici Během tisíciletí doputuje například severní světový pól k velice jasné hvězdě Vega ze souhvězdí Lyry a bude pokračovat dále po této kružnici, které se říká precesní kružnice. K Polárce se zemská osa vrátí za více než let. Až budete zkoušet fotografovat hvězdné dráhy, myslete na to, kde máte Polárku. Země se otočí kolem své osy za 23 hodin 56 minut a přibližně 4 sekundy. Po této době, která se nazývá hvězdný den, se hvězdy vrátí na stejné místo a kruhy startrails se uzavřou. 3