Oči astronomie: Od stříbra ke křemíku
23. 9. 2009
Po tisíciletí lidstvo vzhlíželo k fascinující noční obloze, aniž by vědělo, že hvězdy Mléčné dráhy jsou jiná slunce, nebo že vesmír je poset miliardami sesterských galaxií, nebo že my sami jsme pouhou tečkou ve vesmírné kronice, která líčí příběh trvající 13,7 miliard let. Dokud jsme k pozorování využívali jen vlastní oči, neměli jsme možnost hledat sluneční soustavy okolo cizích hvězd nebo zjišťovat, je-li někde ve vesmíru život. Teprve před čtyřmi stoletími, roce 1609, vyšel Galileo Galilei do polí poblíž svého domu. Namířil dalekohled, který si sám sestrojil, na Měsíc, planety a hvězdy. Když chtěl ovšem Galileo Galilei před čtyřmi sty lety ukázat ostatním, co viděl svým dalekohledem, musel použít kresby – ty však nemusely být přesné. Astronomové nutně potřebovali objektivně zaznamenat světlo soustředěné dalekohledem a záchrana přišla po dvou stech letech v podobě fotografie. Fotografii samotnou ovšem v rámci digitální revoluce nahradily CCD čipy.
Když chtěl Galileo Galilei před čtyřmi sty lety ukázat ostatním, co viděl svým dalekohledem, musel použít kresby. … Zvrásněná tvář Měsíce. Tanec Jupiterových družic. Sluneční skvrny. Nebo hvězdy v Orionu.
Dr. Joe Liske, European Southern Observatory: Galileo kresby zveřejnil v útlém spisu zvaném Hvězdný posel. Byl to jediný způsob, jak se o podivuhodné objevy podělit. Astronomové ale občas zakreslili to, co si jen mysleli, že vidí. Tmavé linie na povrchu Marsu třeba považovali za kanály naznačující, že červenou planetu obývá civilizovaný život. Astronomové tedy nutně potřebovali objektivně zaznamenat světlo soustředěné dalekohledem, aniž by informace musely projít jejich mozkem, rukou a perem. Záchrana přišla v podobě fotografie.
První daguerreotypii Měsíce pořídil v polovině 19. století Henry Draper.
Dr. Joe Liske, European Southern Observatory: Jak fotografie vzniká? Citlivá emulze na fotografické desce obsahuje malá zrnka halidu stříbra. Pokud se vystaví světlu, ztmavne. Výsledkem je negativní snímek oblohy s tmavými hvězdami na světlém pozadí. Nejdůležitějším přínosem však je to, že fotografická deska může být exponována po několik hodin.
Když se zadíváme na noční oblohu vlastníma očima, po chvíli adaptace na tmu už neuvidíme více hvězd, delší pohled nové hvězdy neukáže. S fotografickou deskou je tomu jinak. Světlo na ni můžeme sbírat po celé hodiny. Delší expozice zachytí více a více a více hvězd.
Stříbrný proces je však pomalý a vyžaduje trpělivost. Pro astronomické záznamy byly vyvinuty speciální emulze s co největší citlivostí a co nejmenším zrnem. Do dnešního dne je na astronomických deskách zaznamenáno mnoho úkazů, které je možné zkoumat a na kterých se ještě učiní mnoho objevů.
Jakub Rozehnal, ředitel, Štefánikova hvězdárna, Praha: Temná komora samozřejmě byla jednou z hlavních místností hvězdárny až někdy do počátku devadesátých let, kdy se v ní vyvolalo mnoho desítek tisíc snímků. V současné době ovšem temná komora slouží spíše jako skladiště.
I tady na Štefánikové hvězdárně v Praze byly fotografické aparáty narazeny CCD čipy. Stříbro bylo nahrazeno křemíkem. Zrnka vystřídaly pixely. Všechno změnila digitální revoluce. Obrazy se nyní zaznamenávají čipem mimořádně citlivým na světlo. A pro zvýšení citlivosti se chladí pomocí kapalného dusíku. Téměř žádný foton záznamu neunikne. Díky tomu může být expozice mnohem kratší. Čeho docílí fotografické přehlídky za hodinu, to dokáže CCD za několik minut. A stačí k tomu i menší dalekohled.
Křemíková revoluce však ještě zdaleka neskončila. Astronomové zkonstruovali velké CCD kamery se stovkami milionů pixelů. To nejlepší však teprve přijde.
Dr. Joe Liske, European Southern Observatory: Velkou výhodou digitálních snímků je to, že jsou ihned připraveny ke zpracování pomocí počítačů. Astronomové používají k analýze snímků oblohy speciální programy. Úprava jasu a kontrastu pomáhá odhalit nejjemnější detaily mlhovin a galaxií. Nepravé barvy zvýrazňují struktury, které by jinak nebyly patrné. Kombinací více záběrů téhož objektu, které byly pořízeny přes různě barevné filtry, se mohou vytvářet efektní obrazy, které ruší hranici mezi vědou a uměním.
O krásu snímků a potěšení z nich jde především amatérským astronomům. I oni již přesedlali na elektronickou astronomii. A kromě zvýšené citlivosti vidí ještě jednu přednost.
Zdenek Bardon, amatérský astronom: Hlavní rozdíl je trošku v dobrodružnosti. Když jsem začínal fotit na film, tak jsem celou noc fotil a teprve druhý den jsem si je dal vyvolat do minilabu, odpoledne jsem si běžel pro fotky a s hrůzou jsem zjistil, že zaprvé tam nemám, co jsem chtěl, pak hvězdy nejsou hvězdy, ale čárky nebo jiné tvary, a všechno to začalo nanovo.
Pan Bardon na základě této zkušenosti začal využívat čipový záznam.
Zdenek Bardon, amatérský astronom: Celé zařízení obsahuje dvě podstatné věci, a to jsou dvě CCD kamery. Tato je hlavní i s barevným filtrovým karuselem. Toto je navigační CCD kamera, která udržuje přes ten dalekohled hvězdičku na místě.
Tyto snímky pan Bardon pořídil díky mnoha hodinám a měsícům expozic. Je vidět, že krásné fotografie je možné pořídit i u nás. Fotografie prošly opravami pomocí matematických operací, odstranily se nežádoucí body a vše se složilo do jediného obrazu. Výsledkem jsou dokonalé obrázky vesmíru.
Nikdy nebylo tak snadné se pokochat nádherným vesmírem. Automatické teleskopy s citlivými elektronickými detektory neustále sledují oblohu. Dalekohled Sloan v Novém Mexiku vyfotografoval a zanesl do katalogu více než 100 milionů nebeských objektů, změřil vzdálenost více než milionu galaxií a objevil sto tisíc nových kvasarů. Jedna přehlídka však nestačí. Vesmír se neustále mění.
Abychom mohli sledovat toto velkolepé přírodní divadlo, musíme provést přehlídku celé hvězdné oblohy každý rok. Nebo každý měsíc. Nebo dvakrát týdně. Alespoň podle smělých plánů projektu Large Synoptic Survey Telescope. Až bude v roce 2015 dokončen, jeho třígigapixelový čip se otevře jako okno vesmírné webkamery. Dalekohled dokáže portrétovat celou oblohu během pouhých tří nocí.
Autor: Šárka Speváková