• Jste zde:
• Úvodní stránka » 
• Odborné články » 
• Astronomická praxe - příležitost pro aktivní studenty

Bára Gregorová

Cesta k astronomii a…

Každý člověk je vlastně tak trochu astronom. Není snad nikdo, kdo by občas nezvedl hlavu a nepodíval se na hvězdy, či se stal svědkem západu Slunce. Někteří však nezůstávají u povrchního zájmu a jednoho dne zjistí, že by chtěli vědet víc, znát třeba skutečnou velikost a vzdálenost té hvězdy, kterou každou noc vídají na noční obloze.

Tak v podstatě vznikl můj zájem o astronomii. Nejprve jsem se omezovala na četbu astronomicky zaměřené literatury, popř. poznávání souhvězdí podle otočné mapky. Nicméně astronomie je hlavně záležitost praktického pozorování a je proto vhodné navštívit nejbližší hvězdárnu. Nejbližší hvězdárna od mého rodného města je Hvězdárna ve Valašském Meziříčí, kde jsem také brzy začala navštěvovat astronomický kroužek. Můj zájem o astronomii a přírodní vědy vůbec zaznamenali také mí kantoři. Seznámili mě se SOČ, což znamená Středoškolská odborná činnost a jedná se o soutěž, v níž vítězí nejlepší odborné práce. Největší problém byl s výběrem tématu této práce, s čímž mi však pomohli na hvězdárně a zapůjčili mi potřebný materiál ke studiu a zpracování daného tématu (více v článku o SOČ). Následovala nabídka letní brigády a po domluvě jsem na hvězdárně nastoupila začátkem prázdnin jako odborný pracovník. Náplní mé práce bylo především pozorování sluneční chromosféry CCD kamerou, zpracování dat (snímků) a jejich interpretace.

…a ke Sluníčku

Slunce je často opomíjené, nicméně stále je zde mnoho věcí, které jsou zahaleny rouškou tajemství a čekají na odhalení. Slunce má navíc jednu obrovskou výhodu a to, že jej lze pozorovat ve dne, na rozdíl od deep-sky objektů (galaxie, mlhoviny, hvězdy...), u nichž se pozorování pojí s dlouhými a chladnými večery. Je to astronomický objekt v podstatě pro pozorování nejvhodnější. Je od Země nejblíž a můžeme na něm pozorovat mnohem větší detaily než na vzdálenějších hvězdách. I přes tuto výhodu však naši nejbližší hvězdu stále ještě dobře neznáme. Slunce ovlivňuje mnoho oblastí lidských činností, a je proto žádoucí studovat ho a mít tak možnost předcházet nepříjemnostem např. v podobě geomagnetických bouří. V dnešní době se stále častěji využívají alternativní zdroje energie a mezi ně patří i solární (=sluneční). I v tomto případě je třeba znát a mít přehled například v tom, kolik energie nám může poskytnout, jak se přísun této energie mění v čase a zda je vůbec výhodné tuto energii s dostupnou technologií využít. To je jen několik důvodů, proč můj zájem o Slunce neskončil se SOČ, ale věnuji se mu i dnes.

Moderní technika světem vládne

Nejprve mě čekalo seznámení se CCD kamerou G1-2000 a jejím využitím pro pozorování chromosféry. Na hvězdárně jsem se objevila v době, kdy tento systém nebyl zcela vyzkoušen a tudíž má práce se vlastně tak řadí do „zkušební fáze“. Kamera je používána ve spojení s chromosférickým dalekohledem a data jsou stahována přes USB kabel do notebooku určeného k pozorování. Snímky pak zpracováváme pomocí programu SIMS. Součástí chromosférického dalekohledu je H-alfa filtr, jehož správné nastavení musí být během pozorování kontrolováno. Filtr je teplotně závislý a se zvyšující se teplotou se rychle dostává mimo H-alfa čáru. Špatného nastavení si lze naštěstí všimnout na snímcích. Projeví se jako nápadné zesvětlení v rozích snímku. Nicméně během letní brigády to byla má nejčastější chyba, kterou už nelze napravit při zpracovávání. V zorném poli kamery nespatříme celý sluneční disk. Vyhledávání aktivních oblastí (slunečních skvrn) je pak snažší pomocí dalekohledu určeného pro pořizování celkových snímků slunečního „povrchu“ (fotosféry), který je upevněn na stejné montáži jako chromosférický dalekohled.

Před zahájením samotného pozorování je nutné kameru překrýt, jinak do ní vniká parazitní světlo. Pořízené snímky jsou zatíženy řadou chyb, které lze zčásti eliminovat v průběhu pozorování právě správným nastavením H-alfa filtru a také pořízením kvalitních snímků potřebných ke zpracování. Tyto snímky se nazývají flatfield (plochý snímek, zkráceně flat) a darkframe (temný snímek, zkráceně dark). Flat vyjadřuje odezvu celé snímací soustavy na rovnoměrné osvětlení a abychom takový snímek získali, musíme před dalekohled umístit matnici. Snímek pořizujeme, aniž bychom jakkoli měnili postavení dalekohledu.

Během mé práce jsme se snažili najít materiál, který by vhodně rozptyloval světlo. Do té doby bylo před dalekohledem umístěno matné sklo. Jako mnohem vhodnější se však ukázal obyčejný mikrotenový sáček. Pořízení dark snímků už bylo snažší, stačí pohnout kopulí, aby dalekohled mířil na její vnitřní stranu. Dark snímek není tak úplně temný, zachycuje tepelný a vyčítačí šum, který pak můžeme eliminovat, odečteme-li od syrového snímku (raw) právě tento dark. Pozorný čtenář jistě pochopil, že stejný problém nastává i u focení flat snímků, musíme tedy pořídit dark snímek i k flatu. Během pozorování se pozice Slunce na obloze mění, mění se tedy také pozice dalekohledu (a tudíž i astronoma:D). Někteří si tento problém neuvědomují, nicméně USB kabel spojující kameru s notebookem má omezenou délku a pozorovatel omezenou výšku. Na hvězdárně je to vyřešeno posuvnou podlahou. Loni jsem si však mohla vyzkoušet, že pozdě odpoledne ani to nestačí a mou nezbytnou pomůckou se stala židle či schůdky, které lze ve vybavení kopule také nalézt.

Pozorováním práce nekončí

Jak už jsem zmínila, snímky pak zpracováváme v programu SIMS. Do programu načteme snímky, které budeme kalibrovat. Jsou to raw (syrové) a flat snímky a dark pro syrový i flat snímek. Nejprve vytvoříme ze série darkframe masterdark (pro snímky chromosféry i pro flat). Pak aplikací darku na flatsnímky a následným zprůměrováním vytvoříme masterflat. Masterdark a masterflat pak aplikujeme na syrové snímky, které zkalibrujeme. Po úpravě dostáváme snímek ve formátu FITS. Takto upravené snímky jsou archivovány, aby mohly být později použity k další práci.
Následuje interpretace toho, co na snímcích vidíme. Někdy se to může zdát snadné, měli bychom však uvažovat více variant. Například pozorujeme-li nějaký tmavší útvar (třeba filament v chromosféře), který postupně mění svou morfologii, či zabarvení, může to znamenat, že v něm dochází ke změně množství materiálu, ovšem může se také dít to, že se k nám útvar přibližuje či jen mění svou strukturu.

Co mi dalo Sluníčko

Pozorování a zpracování vlastních dat dá člověku mnohem víc než pouhá četba literatury a prohlížení si obrázků, u nichž není jasné, co tam vlastně má hledat. Teprve z vlastních pozorování jsem pořádně pochopila, o co se jedná, bavíme-li se o erupcích, protuberancích, filamentech atd. Jsou to věci, které žádná kniha nemůže dost dobře popsat, člověk to musí sám vidět, nejlépe napozorovat a pracovat s těmito snímky (či celými sériemi snímků). Tímto způsobem nejlépe porozumíme Slunci a zájemci si také mohou vyzkoušet, co obnáší práce ve vědě. Náš pozorovací program se stále rozvíjí a věřím, že časem mezi nás zavítá další student s vážným zájmem, o němž třeba v budoucnu ještě uslyšíme.