Adaptivní optika - astronomie v Nerudově poezii II.

pátek 9. říjen 2009 11:22

Keck Observatory

Při minulém setkání s astronomií v Nerudovi jsme se podívali na Kuřátka. V následující písni Neruda poračuje v úvodu do astmosféry letní noci a protože jej nechci bezostyšně vykrádat, uložím svým milým čtenářům domácí úkol: přečtěte si ji například v České elektronické knihovně , z níž ostatně i já čerpám a měl jsem to uvést hned na začátku. Až se nabažíte té nepřeberné pokladnice poezie autorů, kteří se alespoň část života setkali s 19. stoletím, vraťte se, prosím, sem. Hned v následující písni kosmické se setkáme s tak moderními metodami astronomického výzkumu, že nejen češtinářka ale ani Neruda o tom nemohl mít potuchy.

IV.

Což třepotá se to tu hvězdiček,
jak včeliček ve vzlétlém roji! –
proč asi ta jedna jediná
tam samotná povzdál stojí?

Tak dumavě chvílemi v dáli zří
a bledoučké její jsou tváře,
je patrně hvězda mlaďoučká
dle dětinné v očku záře.

Jen někdy svůj doufavý vyšle hled
a stoudně zas do sebe mrká –
ba myslím, že také hvězdička
jak hrdlička láskou vrká!


Třpyt hvězd je romantická záležitost. Velmi romantická. Nejen Neruda si jej všiml. Anglicky mluvící maminky zpívají dětičkám ukolébavku na slova lidové poezie:

Twinkle, twinkle little star,
How I wonder what you are
Up above the world so high
like a diamond in the sky...

O něco starší děti ji pak znovu uslyšely na začátku prvního pokračování filmového Vetřelce. Ale rychle zpět od konkurence k Nerudovi a astronomii. Všichni astronomové, nejen technokrati, ale i romantici a milovníci Nerudy, třpyt hvězd nesnášejí. Je to jejich nepřítel číslo 1, ba přímo nepřítel třídní! Jak zřejmě všichni vědí, jde o projev chvění vzduchu. Informace nesená světlem vesmírných objektů, která k nám putuje prostorem relativně neporušená někdy i miliardy roků, je rozmazána či dokonce zcela zničena během posledních několika desetitisícin sekundy při průletu atmosférou. Onen třpyt hvězd nazývají astronomové odpudivým slovem scintilace a míru neklidu atmosféry, který scintilaci způsobuje, nazvají ještě odpudivěji seeingem. Nepokoušejme se ta slova přeložit do češtiny, jsou to prostě odborné termíny. Na konci 20. století se však astronomové naučili se chvěním vzduchu bojovat.

Světlo vesmírných těles je tak slabé, že jej potřebujeme zaznamenávat poměrně dlouhou dobu, abychom zachytili alespoň nějaký obraz na čipu CCD. Pro pamětníky: dříve na filmu, ještě dříve na fotografické desce - zrychlující se technický pokrok má tu výhodu, že pamětníkem se člověk stává tak brzy, že si ještě opravdu něco pamatuje :-). Za dobu expozice se obraz tak rozmaže, že rozlišení detailů už nezávisí na velikosti objektivu, ale jen na seeingu. Tedy zachytíme jen tak malé detaily, jaké nám dovolí zaznamenat chvějící se vzduch. Řešením problému je složení mnoha krátkých expozic, tak krátkých, že se detaily nestihnou zcela rozmazat, dohromady. Tato metoda je dnes dostupná i astronomům amatérům vybaveným digitálním fotoaparátem a poměrně malým dalekohledem. Výsledky jsou ohromující. Můžete je posoudit třeba na stránkách České astronomické společnosti . Díky za ten digitální pokrok, dovedete si představit, že byste do zvětšovacího přístroje naskládali několik desítek či stovek negativů na sebe a snažili se z toho udělat fotografii? Profesionální observatoře používají ještě účinnější metodu boje s třídním nepřítelem. Jmenuje se adaptivní optika.

Světlo (například) hvězdy se šíří vesmírem rovnoměrně všemi směry, tedy v kulových vlnoplochách (termín si dovolím ponechat bez vysvětlení, myslím, že představit si to dokáže každý). Vzdálenost hvězd je však tak značná, že když světlo dorazí do našeho dalekohledu, nemusíme se zatěžovat tím, že čelo vlnoplochy má mít tvar koule a můžeme jej považovat za rovnou desku, třeba jako list papíru. Za ním letí další list papíru, ... atd. Jenže atmosféra nám ty listy papíru pomačká - vlnoplochy jsou deformované. Adaptivní optika je systém, který nejprve analýzou toho, jak se odráží světlo od hlavního zrcadla dalekohledu, zjistí, jak je vlnoplocha zdeformovaná, a vzápětí zdeformuje jeden z optických členů zobrazovací soustavy dalekohledu - tzv. gumové zrcadlo (anlicky rubber mirror, ale z gumy opravdu není) - tak, aby vlnoplochu zase narovnal. Pak máme několik setin sekundy na to, abychom exponovali, než nám vzduch s obrazem zase "cukne". Celý proces rychlé analýzy a následné kratičké expozice se neustále opakuje a výsledkem je ostrý obraz romanticky se třpytícího nebeského objektu. Objevíme na něm tolik nových detailů, že na bývalou romantiku rázem zapomeneme, protože oči přecházejí. Posuďte sami. Na přiloženém obrázku jsou símky sopek na Jupiterově měsíci Io pořízené Keckovým teleskopem o průměru 10 m (v době kdy to fotil byl největším dalekohledem na světě) bez adaptivní optiky a s adaptivní optikou. Pro porovnání je tam ještě vpravo dole snímek téhož měsíce pořízený sondou Galileo z bezprostřední blízkosti.

Celá ta nádhera má jednu nepatrnou chybičku. Abychom mohli adaptivní optikou eliminovat důsledky chvění vzduchu, musí mít sledovaný objekt dobře definovaný tvar (třeba koule). Jinak nevíme, jaký tvar vlnoplochy máme očekávat a jak pomačkanou vlnoplochu narovnat. Takže třeba na mlhoviny a galaxie je adaptivní optika krátká. Řešení tohoto problému také existuje. Vzpomeňte na školní léta: "My přijdem blíž, my přijdem blíž..." Ze by Jan Neruda přece jen něco tušil? Na kosmické teleskopy však v tomto seriálu přijde řada až mnohem později. Netrpělivé zvu zítra na hvězdárnu . Připravil jsem pro vás literárně-astronomický dýchánek.


Jan Veselý

Jan Veselý

Jan Veselý

Jako správný bloger píšu o čemkoli, čemu nerozumím. Nerozumím ničemu (to mělo být něco jako „Vím, že nic nevím“, ale nečekám, že mi to spolknete). Z grafomana, který strašně nerad píše, se ze mě díky blogu stal grafoman, který by hrozně rád psal pořád, jen na to nemá čas.

Zabývám se popularizací astronomie a příbuzných věd v instituci zvané Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové, takže jsem vlastně učitel bez povinnosti zkoušet, známkovat a udržovat kázeň. Kromě fyzikálního pohledu na svět mě zajímá hlasitá hudba (od pankáčů po Šostakoviče), divadlo, opera, výtvarné umění a čím dál víc i historie.

REPUTACE AUTORA:
8,90