Den, (ne)přítel astronoma

aneb Úplné základy denní astronomie pro nejmladší

Ať už jste navštívili naše stránky poprvé, nebo je procházíte pravidelně, určitě jste děti zvídavé, když vás zaujala krása a tajemno hvězdné oblohy. A tak jste si určitě povšimli, že i ve dne můžeme na nebi spatřit spoustu zajímavých úkazů, které mnohý dospělý snadno přehlédne, zapomínaje zvednout občas oči k obloze.

Mnoho kouzelných okamžiků nám přináší jenom samotná hra světla na vodních mracích, plujících vysoko vzduchem. Kdo by se nezaradoval při pohledu na červánky při západu slunce nebo na modř posetou bílými beránky v teplém letním dni. Odvážné nátury ocení i výhružně černé bouřkové mraky a nespoutaný rej přírodních živlů uprostřed hromobití. Romantické povahy zase potěší pohled na pestrobarevnou DUHU, klenoucí se nad krajinou po dešti, když slunce vykoukne zpoza oblaků. Občas můžeme takové duhové obloučky různých tvarů spatřit i v suchém dni, kdy se předvádějí v kruhu kolem slunce. Je jich spousta nejrůznějších druhů a jen málokdy si jich všimneme, když nám nikdo nepoví o jejich existenci. Říkáme jim souhrnně HALOVÉ JEVY.

Obrázek – halo, zdroj: wikipedie.cz

Ale denní obloha, to není jenom divadlo v naší zemské atmosféře. Jistě jste často viděli ve dne třeba srpek MĚSÍCE a věřte tomu nebo ne, dá se na modré obloze spatřit třeba i planeta VENUŠE, ačkoli to není nic jednoduchého. Nesmíme samozřejmě zapomenout ani na SLUNCE, které také je vesmírným tělesem a s patřičně vybaveným dalekohledem je toho na něm mnoho k vidění. Ale pozor! Jak vám říkám, aby mohli astronomové sledovat Slunce dalekohledem, musí takový dalekohled vybavit různou speciální technikou, která ochrání lidské oko, aby našemu zraku nehrozilo žádné nebezpečí. V žádném případě nesmíme Slunce sledovat běžným dalekohledem, jinak nám totiž bezprostředně hrozí trvalé poškození zraku.

V tomto článku si ve stručnosti povíme, co všechno vesmírná tělesa na denní obloze provádějí, a jak je při tom přistihnout.

Slunce

Věřte tomu nebo ne, ale nejjasnější hvězdu na obloze nespatříme v noci, nýbrž ve dne, a tou hvězdou není nic jiného než naše Slunce. Ano, kdybychom se dívali na sluníčko z nějaké vzdálené cizí planety, spatřili bychom jej také jen jako malinkou nažloutlou svítící tečku. Tak jasné a zářivé nám připadá jen proto, že se na něj díváme ze vzdálenosti mnohem menší než na jiné stálice.

Zeměkoule je planeta, to znamená kamenný svět, který obíhá kolem hvězdy (tedy Slunce) po kruhové dráze, jakoby upevněná na neviditelném provázku, aby neodletěla pryč jako děti z rychle se točícího kolotoče. Silou, která ve skutečnosti drží Zemi na její dráze, je takzvaná gravitační síla, o které se budete učit ve škole. Navíc se Země otáčí kolem svojí osy, a tak se střídá noc a den. Osa Země je skloněná, a tak ve stejný okamžik dne, třeba v poledne, je Slunce na obloze různě vysoko, podle toho, co je zrovna za datum. Proto se nám střídají roční období. Záleží to na tom, na kterém místě svojí dráhy se zrovna naše planeta ocitá. To všechno je vysvětleno v tomto článku. Vidíte tedy, že i rychlým pohledem na oblohu můžeme objevit mnoho zvláštností, budeme-li pozorní.

Slunce je ale zajímavé i samo o sobě. Použijeme-li dalekohled opatřený speciálním slunečním filtrem (vyrobeným přímo k tomuto účelu a bezpečně upevněným, poraďte se s odborníky), uvidíme často na slunečním kotouči malé tmavé tečky a fleky, kterým říkáme SLUNEČNÍ SKVRNY. Slunce si totiž můžeme představit jako obrovskou kouli jakéhosi vroucího plynu, zvaného plazma, který je pořád v pohybu, víří a bublá. Uvnitř Slunce se vytváří teplo, které je pohybujícím se plynem unášeno na povrch. Občas se na některém místě slunečního povrchu tento proces na čas poruší, plyn přestane kolovat a tak se toto místo oproti svému okolí ochladí, vzniká tmavá skvrna. Skvrny se nám však jeví černé jen v kontrastu se zbytkem slunečního povrchu, který je velmi horký a tedy světlý. Kdyby celé Slunce bylo pokryto velikou sluneční skvrnou, bylo by oranžové. Když už si tak povídáme o slunečním povrchu, musím vám prozradit, že ve skutečnosti Slunce žádný pevný povrch nemá. To už jste určitě poznali, když jsem řekl, že je celé tvořeno horkým plynem. Když mluvíme o slunečním povrchu, mluvíme o vrstvě plynu, ze které k nám přichází většina světla, a kterou tedy při pohledu do dalekohledu vidíme. I nad touto vrstvou se ještě vznáší další vrstvy plynu, který je však směrem od centra Slunce stále řidší a řidší.

Obrázek – sluneční skvrny, zdroj: wikipedie.cz

Slunečních skvrn není na Slunci vždycky stejně. V některých letech nevidíme skoro žádné, jindy je zase Slunce flekaté, jako kdyby dostalo neštovice. Počet skvrn se mění s jedenáctiletou periodou a poté, co jsme v minulých letech prošli nezvykle dlouhým minimem, se konečně skvrny začínají čím dál častěji znovu objevovat. Ty největší budeme moci sledovat i bez použití dalekohledu, ale potřeba budou speciální brýle pro sledování Slunce, které ochrání náš zrak a které si můžete koupit na hvězdárně.

Ať už budete mít při pozorování Slunce štěstí na sluneční skvrny nebo ne, jedné věci si určitě všimnete. U okraje totiž bývá Slunce tmavší než uprostřed a tomuto jevu tedy říkáme OKRAJOVÉ ZTEMNĚNÍ. Jaký to má důvod? Díváme-li se doprostřed slunečního disku, vidíme vrstvu plynu, které říkáme povrch, ale trochu světla k nám přichází i z plynu, který je pod ní. Když se ale podíváme k okraji, díváme se na vrchní vrstvu z boku a nevidíme do větších hloubek, tedy i přicházejícího světla je méně.

Podobně jako bublá hrnec s horkou vodou na brambory, vře to i na slunečním povrchu. Často se tedy stane, že velké nebo malé množství plynu vyletí nad povrch (tedy z hustších do řidších oblastí Slunce). Takovému ději vědci říkají SLUNEČNÍ ERUPCE. Útvar, který pak vyletí nad povrch, má podivné jméno PROTUBERANCE.

Obrázek – protuberance, zdroj: wikipedie.cz

Když se nám takové protuberance promítnou před sluneční kotouč, tedy díváme-li se na ně shora, vidíme přes Slunce tmavé šmouhy, kterým zase říkáme FILAMENTY.

Obrázek – filamenty, zdroj: http://www.universetoday.com/47662/filament/

Filamenty vypadají tmavé, protože vyletující plyn se ochladí a nezáří tolik jako plyn pod ním, na povrchu. Je to podobné jako se slunečními skvrnami. Protuberance a filamenty vyletují do oblasti nad povrchem, která se jmenuje chromosféra, a sledovat se dají dalekohledem, který má takzvaný chromosférický filtr.

Větším dalekohledem, třeba na některé hvězdárně, můžeme dokonce spatřit i samotné sluneční bublání, kterému říkáme GRANULACE (tady už zase postačí běžný sluneční filtr).

Na závěr si řekneme, jak bezpečně pozorovat některé jevy na Slunci, konkrétně okrajové ztemnění a sluneční skvrny, i bez použití slunečního filtru. Vhodná je takzvaná PROJEKČNÍ METODA. Postačí nám dalekohled, třeba klasický binokulární neboli triedr, a kus bílého papíru. Dalekohled namíříme na Slunce, aniž bychom se do něj dívali (!) a za okulár umístíme připravený papír. Správné namíření snadno poznáme třeba podle tvaru stínu přístroje. Uvidíme světlé kolečko, které představuje obraz Slunce. Zaostřuje se přibližováním nebo oddalováním papíru od okuláru.

Měsíc a zatmění

Měsíc, ačkoli na obloze se nám zdá stejně veliký jako Slunce, je ve skutečnosti 400krát menší a složený z kamene jako naše planeta, nikoli z plynů jako Slunce. Stejně velký vypadá proto, že je k Zemi zároveň 400krát blíž. Měsíc obíhá kolem Země přibližně po kružnici a Země i s Měsícem obíhá po mnohem větší kružnici kolem Slunce. Na rozdíl od Slunce, kde se světlo přírodními procesy samo vyrábí, Měsíc (ani žádná další tělesa sluneční soustavy) sám od sebe nesvítí. Na obloze ho vidíme proto, že k nám odráží sluneční paprsky jako velké kulaté zrcadlo. Máme štěstí, že Měsíc je pokrytý prachem a kamením, kdyby totiž byl skutečným skleněným zrcadlem, pořádně by nás při pohledu na něj rozbolely oči. Takhle se většina světla na povrchu Měsíce pohltí a zahřeje jej a jen část se odráží k nám. A to je dobře, protože díky tomu můžeme na našem nejbližším kosmickém sousedovi pozorovat mnoho pozoruhodných detailů. V tomto článku si nebudeme povídat o povrchu Měsíce, o mořích, horách a kráterech. Vysvětlíme si ale, proč na obloze Měsíc stále mění tvar a jak to, že vychází a zapadá pokaždé v jinou hodinu a vidíme jej tak někdy v noci, někdy ve dne.

Je to způsobeno právě obíháním Měsíce kolem Země, které se děje přibližně ve stejné rovině jako obíhání Země kolem Slunce. Jednou vidíme Měsíc na nebi na opačné straně od Slunce, někdy zase blízko Slunce, jindy někde bokem. Když se díváme na Měsíc v opačném směru než na Slunce, vidíme jej Sluncem pěkně osvětlený a potom nastává ÚPLNĚK. Když se naopak díváme na Měsíc přibližně stejným směrem jako na Slunce, ukazuje nám svoje neosvětlená „záda”, osvětlenou stranu nevidíme a nastává NOV. Tehdy Měsíc nemůžeme vůbec pozorovat. Jestliže se Měsíc nachází ještě na nějakém jiném místě svojí dráhy, je z našeho pohledu osvětlený z části. Možná to zní trochu složitě, ale obrázek napoví, jak tomu je.

Měsíc v úplňku, zdroj: wikipedie.cz

Měsíc se samozřejmě pohybuje po své dráze postupně, jako na kolotoči, a jeden oběh trvá jeden kalendářní měsíc (teď už víte, jak vzniklo toto pojmenování). Začněme sledovat jeho pohyb v novu. Měsíc se vůči Slunci pomalu posunuje a my už vidíme i kousek osvětlené strany, vidíme tedy úzký srpek. Ten se pomalu rozšiřuje, až Měsíc dostane tvar písmene D. Tehdy se Měsíc nachází v takzvané PRVNÍ ČTVRTI. Budeme-li ho sledovat ještě déle, zapluje po kružnici až za naší planetu a nastane úplněk. Můžeme si pamatovat, že pokud Měsíc připomíná písmeno D, potom dorůstá, tedy zvětšuje se od novu až po úplněk. Potom se ale začne na obloze znovu přibližovat ke Slunci a stále větší část povrchu pro nás zůstává neosvětlena. Asi tak týden po úplňku projde POSLEDNÍ ČTVRTÍ, která vypadá jako první čtvrť, ale Měsíc je teď jakoby překlopen na opačnou stranu. Potom se promění v srpek a pokračuje až k dalšímu novu. V této druhé půli svojí dráhy připomíná písmeno C, můžeme si tedy pamatovat, že Měsíc ve tvaru C couvá.

Jestliže je Měsíc v novu a tedy z našeho pohledu poblíž Slunce, potom je na obloze pouze přes den, ale nepozorovatelný. V úplňku je naopak na opačné straně než Slunce, vychází tedy večer, zapadá ráno a je tak pozorovatelný celou noc. V jiných fázích je Měsíc vidět částečně přes den a částečně v noci. Jestliže je v první čtvrti, vychází v poledne a zapadá o půlnoci, v poslední čtvrti je to naopak.

Rovina oběhu Měsíce kolem Země a rovina oběhu Země kolem Slunce jsou vůči sobě o trochu skloněny. Proto Měsíc v novu zpravidla neleží přesně mezi námi a Sluncem a Měsíc v úplňku se zase Slunci neschová za Zemí. Někdy k tomu však dojde a nastane vzácný jev, kterému říkáme zatmění.

Jestliže se Měsíc ocitne mezi Zemí a Sluncem, nastává ZATMĚNÍ SLUNCE. Už jsme si řekli, že Měsíc i Slunce se nám zdají na obloze stejně veliké. V takové chvíli je tedy Slunce Měsícem zakryto. Víme však, že i nad slunečním povrchem se ještě nachází množství plynu, které Slunce obklopuje. To už Měsícem zakryto není a my tak můžeme sledovat černý disk a kolem nádhernou rozzářenou korunu. Také se jí tak po latinsku říká, jmenuje se KORÓNA. Ve skutečnosti je to tedy vnější obálka Slunce, kterou ale normálně nevidíme, protože jí zbytek Slunce přezáří. Zatmění Slunce tedy nejsou jenom hezká na pohled, mají význam i pro vědce, kteří při nich mohou korónu studovat.

Obrázek – schéma zatmění Slunce a snímek úplného zatmění Slunce, zdroj: wikipedie.cz

Bohužel jen na malé části povrchu zeměkoule se lidem stane, že se Měsíc nachází přesně mezi nimi a Sluncem. Jinde Měsíc z této přímky trochu vybočuje a nezakrývá Slunce celé, nastává ČÁSTEČNÉ ZATMĚNÍ. Při něm už korónu nevidíme. Jestliže je Slunce zakryto celé, jmenuje se úkaz ÚPLNÉ ZATMĚNÍ. Částečné zatmění můžeme od nás sledovat asi tak jednou za několik let, ale úplné je skutečně vzácné. Nejbližší úplné zatmění Slunce budou moci z našeho území sledovat až naši potomci, a to 7. října 2135. Chcete-li tedy nějaké spatřit, nezbývá než se vypravit do ciziny.

Měsíc neobíhá Zemi po přesně kruhové dráze a někdy je od nás o trochu dál a tedy zdá se nám menší. Pokud se v takové chvíli ocitne mezi námi a Sluncem, neuvidíme úplné zatmění, protože Měsíc zakryje jen střed slunečního disku a po obvodu zbude nezakryté kolečko. Takové zatmění se nazývá PRSTENCOVÉ a je ještě vzácnější než úplné, ale opět při něm nevidíme krásnou korónu.

Pokud se Slunce, Země a Měsíc ocitnou v jedné přímce při úplňku, vzniká ÚPLNÉ ZATMĚNÍ MĚSÍCE. Tehdy na Měsíc dopadne zemský stín. Měsíc ale většinou docela nezmizí, protože atmosféra naší planety rozptýlí trochu slunečního světla i do zemského stínu. Měsíc tak často dostane červené zbarvení. Pokud je ale naše atmosféra znečištěná, třeba nedávným výbuchem velké sopky, může zezelenat nebo i skoro úplně zčernat a zmizet z oblohy. Zatmění Měsíce se ale, jak už víme, děje v noci, protože Měsíc je v úplňku.

Obrázek – úplné zatmění Měsíce, zdroj: wikipedie.cz

Jestliže Měsíc není přesně za Zemí a nevstoupí do jejího stínu celý, nastává ČÁSTEČNÉ ZATMĚNÍ MĚSÍCE.

Planety

Pozorovat planety ve dne? Kdo už má trochu zkušeností s noční oblohou, asi by se o něco tak bláznivého nepokoušel. A přece je to možné!

Jak už možná víte, nejjasnější planeta na naší obloze, Venuše, je po Slunci a Měsíci nejjasnějším objektem oblohy. Pro věci znalé uveďme, že hvězdná velikost planety je -4 magnitudy a méně. Hvězdná velikost nejjasnější hvězdy, Síria, je -1,5 magnitudy. Venuše je tedy často i patnáctkrát jasnější než Sírius. Obvykle, je-li nad obzorem, je Venuše také prvním, popřípadě posledním objektem noční oblohy, který lze za večerního či ranního šera pozorovat. Jistě znáte ten pocit, kdy Slunce klesá pod obzor, vyhlížíte první hvězdu, a vida! Spatříte Venuši v takové kráse, že je téměř neuvěřitelné, že jste si jí nevšimli dřív. Potíž je totiž v tom, podívat se přesně směrem, kde se Venuše (popřípadě jiná jasná planeta či hvězda) na světlé obloze nachází. Potom ji už spatříme bez problémů. Podobné je to dokonce i na plně osvětlené denní obloze. Ač to zní podezřele, i ve dne lze Venuši spatřit, jestliže se podíváme přesně správným směrem. Je to však ještě o mnoho těžší než za soumraku a autorovi článku se to zatím nikdy nepodařilo s výjimkou jedné zkušenosti. Lze totiž využít pomůcky, kterou nám vytvořila sama příroda.

Nejen Měsíc kolem Země a Země kolem Slunce obíhají zhruba ve stejné rovině, stejně tak i ostatní planety. Stává se tedy, že se planety a Měsíc na obloze dostávají do velké blízkosti, mluvíme o tzv. konjunkci. Vzácně nám dokonce Měsíc některou planetu zakryje. Pokud Měsíc zakryje Venuši přes den, můžeme před zákrytem a po něm Venuši v měsíční blízkosti snadno identifikovat. Jedná se skutečně o nádherný zážitek.

Další možností, jak pozorovat planety přes den, je přechod planety přes sluneční disk. Opět díky zmíněnému oběhu planet v podobných rovinách se občas stane, že některá planeta se ocitne mezi námi a Sluncem. Samozřejmě těmito planetami může být Merkur nebo Venuše, které obíhají kolem Slunce v menších vzdálenostech než naše planeta. Takový úkaz můžeme bezpečně pozorovat dalekohledem pomocí slunečního filtru, speciálními brýlemi k pozorování slunečních zatmění, nebo projekční metodou. Ve známost vešel především sledovaný přechod Venuše roku 2004, další proběhne v roce 2012, ovšem z našeho území bude pozorovatelný až konec úkazu ráno při východu Slunce. Další přechod Venuše se uskuteční až 11. prosince 2117. Běžnějším, avšak méně nápadným jevem jsou přechody Merkuru.

Obrázek – přechod Venuše, zdroj: wikipedie.cz