Zdenek Sekanina, foto IANNa kometě 
Rozhovor se Zdeňkem Sekaninou, vědeckým pracovníkem Jet Propulsion Laboratory 
  
Nejdříve bych se zeptal na místo kde pracujete. JPL je pro většinu z nás místem, odkud se ovládají vzdálené meziplanetární sondy a odkud k nám proudí velké množství nejrůznějších obrázků. Ale já jsem se chtěl zeptat, jak to v Laboratoři tryskových motorů vypadá doopravdy, není to taková supertovárna na vědu? 
  
V Laboratoři pracuje kolem osmi tisíc lidí, včetně kontraktorů, mnozí mimo pasadenský kampus. Vlastních zaměstnanců je asi pět tisíc. Jde většinou o odborníky s nejrůznějším technickým či vědeckým zaměřením plus velký štáb pomocníků (supporting staff). Vědeckých pracovníků je tu několik set a téměř všichni z nich jsou v témže oddělení jako já (Earth and Space Sciences Division). To má řadu skupin, např. Astrofyzika, Atmosférická chemie, Oceánografie, Astrobiologie atd. Já pracuji ve skupině "Asteroidy, komety a satelity", ve které je nás nyní třicet pět.  
Jiná oddělení jsou například pro navigaci a letovou mechaniku, pro telekomunikační vědu, pro technologii letových systémů, pro informační technologie a softwarové systémy atd. To jsou převážně inženýrské týmy, jež plánují a zajišťují zdárnou implementaci schválených letových projektů a jež mají na starosti také "zdraví" každé vypuštěné sondy a ve spolupráci s experimentátory i instrumenty na palubě.  
Řada oddělení má podpůrný účel, např. dodržování pravidel a standardů, jež letové projekty musí před vypuštěním a během letu splňovat, pro jejich bezpečnost, testování, kontrolu zařízení a součástek, logistiku, elektroniku atd. atd. Je toho spousta. Konečně máme také řadu administrativních oddělení, protože bez papírování se nic neobejde. 
  
Jaká je vaše role v Laboratoři tryskových motorů? 
  
Rolí vědeckých pracovníků v Laboratoři je provádět základní vědecký výzkum, od něhož se očekává, že přispěje k porozumění podstaty a fyzikálních podmínek na tělesech, k nimž se vydají budoucí sondy. Základní myšlenkou je, že čím lépe známe cíl k němuž bude sonda vyslána, tím ucelenější bude naše strategie a dokonalejší přístrojové vybavení sondy a tudíž i úspěšnější celý projekt. Protože mou expertízou je kometární fyzika a protože řada Foto IANplánovaných i již prováděných projektů má za cíl komety, tj. především jejich jádra, je mým úkolem výzkum komet a zejména kometárních jader. V praxi se výzkum provádí ve formě NASA grantů, což je systém podobný tomu, jenž byl nedávno zaveden i v České republice. V poslední době mě značně zaměstnává studium superkomety Hale-Bopp, jejíž celosvětový výzkum myslím významně přispěje k našemu lepšímu porozumění procesů, k nimž v kometách dochází. 
  
Nyní bych se chtěl trochu věnovat roli amatérského astronoma. Jsou názory, že éra amatérských astronomů ve vědeckém výzkumu skončila s příchodem nových detektorů. Na druhou stranu jsou názory, že CCD kamery a dnes dostupná vynikající optika znamená další rozvoj amatérské astronomie a její ještě větší přínos než v minulosti. Jaký je váš názor? 
  
Ano, zcela souhlasím s tím, že amatérští astronomové jsou ve srovnání s minulostí v současnosti spíše více než méně užiteční. Jednak jsou schopni pozorovat podstatně slabší objekty než tomu bylo dříve, a přitom mají i nadále velkou výhodu v tom, že mají neomezený přístup ke svým dalekohledům. To znamená, že jsou schopni provádět systematická pozorování, což profesionálové často nemohou. Takové monitorování je zejména u komet k nezaplacení kvůli jejich značné a většinou neočekávané proměnlivosti v jasnosti, morfologii atd. Budoucnost amatérské kometární astronomie vidím proto velmi růžově, zejména je-li prováděna ve spolupráci s profesionály. 
  
Chce to jenom píli a rozumný přístup k pozorování, pak už to všechno funguje... 
  
Je důležité, aby amatér, který má skutečný zájem o vědecká pozorování, nalezl kontakt s profesionálními astronomy a prodiskutoval s nimi co nejdříve, jak by takový pozorovací program měl vypadat. Jaké jsou podmínky, jaká omezení atd. Takový program se setká s daleko větším úspěchem než když se spolupráce začne vyvíjet až dlouho po začátku vlastního pozorování. Protože jsou však komety nevyzpytatelné, není vždy časově možné nejoptimálnější program předem zajistit. 
  
O vás je známo, že se mimo jiné zabýváte studiem komety Hale-Bopp, která zazářila před časem na naší obloze. Dokonce se vám podařilo objevit jejího souputníka. Můžete nám o něm něco prozradit? 
  
To je velmi delikátní problém. Protože je jádro takové komety jako je Hale-Bopp beznadějně "pohřbeno" v mraku materiálu, jenž si samo vytvořilo, je jeho dekonvoluce, tj. extrakce z pozorovaného snímku, nesmírně obtížná. Největší naději na úspěch dávají pochopitelně snímky s nejlepší možnou rozlišovací schopností a ty se v současnosti pořizují Hubblovým kosmickým teleskopem. Záběry, které jsem použil, byly exponovány přes červený filtr planetární kamerou vesmírného dalekohledu, jejíž CCD detektor má pixly o velikosti 0,045 obloukové vteřiny. Tyto snímky zaručovaly, že příspěvky molekulárních a iontových emisí komety byly zcela zanedbatelné a že veškerý pozorovaný signál měl svůj původ v jádře a v mraku prachu obklopující jádro.  
Foto IANJde tedy o problém kombinovaného bodového a plošného zdroje, z nichž oba odrážejí, resp. rozptylují sluneční světlo. Difrakce zrcadla dalekohledu ovšem způsobuje, že i signál bodového zdroje je plošný, byť velmi kompaktní, představující difrakční funkci PSF (Point Spread Function).  
Značně nepříjemnou komplikací je fakt, že mrak prachu kolem jádra není ani na velmi malé plošce konstantní, nýbrž že jeho intenzita klesá, často anizotropně a strmě, se vzdáleností od jádra, případně od bodu jádru se pouze blížícímu. Před několika lety jsem ale vyvinul -- a posléze dále zobecnil -- model, který dekonvoluci jádra v takové konfiguraci provádí. Tento model pracuje s digitálními mapami centrální (nejjasnější) oblasti komety o průměru kolem 0,6 obloukové vteřiny a jeho cíl je nalézt takové numerické řešení pro parametry jádra (tj. pro   hodnotu jeho PSF) a prachového mraku, aby byl souhlas mezi rozdělením signálu pozorovaného a modelovaného co nejlepší. 
Důkladně a velmi úspěšně byl tento model vyzkoušen na jádrech komety Shoemaker-Levy 9, pozorovaných Hubblovým dalekohledem před jejich srážkou s Jupiterem. Aplikace modelu na pět snímků Hale-Boppovy komety pořízených HST mezi květnem a říjnem 1996 však ukázala, že ani na jedné digitální mapě nebylo možné uspokojit rozdělení jasnosti za předpokladu, že je pozorovaný signál součtem signálu jednoho jádra a izotropního či anizotropního prachového mraku. Mapy zbytkového signálu, tj. rozdílu pozorování a modelu, vykazovaly vždy výrazný a strmý "hrb" ohraničený ze všech stran hlubokým údolím. Zatímco v hrbu byla rezidua kladná, svědčící o excesu pozorovaného signálu, v údolí byl signál negativní. Protože je model založen na metodě nejmenších čtverců a vyžaduje tedy, aby součet reziduálních signálů ze všech pixlů byl nulový, je strmý hrb s údolím typickým "podpisem" dalšího, dosud zanedbaného bodového zdroje. 
Legendarni vlnky v kome Hale-Bopp na zaberu z Pic du MidiSkutečně se ukázalo, že předpoklad dvou bodových zdrojů a anizotropního plošného zdroje vede k řešení, jež odstraňuje hrb s údolím a je v uspokojivém souladu s pozorovaným rozdělením signálu na digitálních mapách. V každém z pěti případů byla vzdálenost mezi oběma jádry kolem dvou pixelů, tj. asi dvě stě kilometrů v projekci na oblohu. Protože druhotné jádro bylo vždy tutéž jasnostm asi pětinu jasnosti hlavního jádra, a protože nikdy nebylo pozorováno ve větších vzdálenostech, je nejpravděpodobnější, že jde o jedno a totéž těleso, jež se pohybuje ve dráze kolem jádra hlavního. Je nezbytné se pokusit o výpočet jeho dráhy, nejen proto, aby byla dokázána existence satelitu, ale i proto, že úspěšné řešení vede k prvnímu určení hmoty komety.  
Výpočet by měl zahrnovat i další údajná pozorování, dvě provedená adaptivní optikou na hvězdárně ESO v listopadu 1997 a v lednu 1998 a nepublikované pozorování (rovněž adaptivní technikou) ze září 1996 na hvězdárně Mauna Kea. Úspěch takového dráhového výpočtu závisí na oběžné době satelitu, protože je-li oběžná doba jen několik dnů, není vyloučeno, že pozorování, jež jsou vzájemně od sebe oddělena jeden měsíc a déle, nebudou stačit k vyloučení mnohonásobných řešení. No, uvidíme… 
  
Jednou z charakteristických věcí, která pozorovatele překvapila byly takové ty krásné vlnky v okolí jádra Hale-Bopp. A tak jsem se chtěl zeptat, jestli byste nemohl vysvětlit, jak tento jev vznikal. 
  
V principu je vysvětlení jednoduché -- na jádru byl v té době jeden převládající zdroj emise prachu. Jednotlivé vlnky byly výsledkem emise z tohoto zdroje během celé řady po sobě následujících rotací jádra. Vzdálenost mezi sousedními vlnkami (pro něž mimochodem ani v technické literatuře není jednotný výraz; já dávám přednost termínu "halo") byla určena délkou rotační periody jádra a rychlostí mikroskopického prachu, který přispíval k jasnosti těchto útvarů nejpodstatněji. Ve skutečnosti to bylo komplikovanější, protože na jádře byly další, i když méně aktivní zdroje. Nicméně jeden zdroj dominoval, proto ta pravidelnost v morfologii.  
   
Minulý rok jsme mohli v našich kinech vidět dva velkofilmy - Armagedon a Deep Impact. V obou případech šlo o to, že naše Země byla ohrožena kometou nebo planetkou, která se na nás řítila a měla vyhubit veškerý život. Přestože na natáčení spolupracovali nejrůznější vědci, tak nakonec byla na kometárních jádrech mlha, foukal tam vítr, kolem byly skleněné krápníky atd., což je samozřejmě blbost. Mohl byste proto popsat, jak by to na takové kometě mohlo vypadat podle současných představ? 
  
Já jsem ani jeden z těch filmů neviděl a nemám v úmyslu je vidět. Představu, jak to na kometě vypadá, si však podle toho, co víme, udělat můžeme. Většina povrchu většiny komet není aktivní, nýbrž je pokryta velmi tmavou izolační slupkou (albedo asi 0,04, tmavší než Měsíc) složenou převážně z větších prachových částic (zrnek, oblázků, balvanů atd.). Vznik této slupky není zcela jasný a v literatuře jsou uvedeny alespoň dva procesy, jež ji mohly vytvořit. Jen ojediněle jsou na povrchu roztroušené aktivní oblasti, v nichž jsou přítomné těkavé látky (tj. zmrzlé plyny), jež, ač důkladně promíchány s prachem, jsou dostupné slunečnímu záření a tedy schopné sublimace, která dělá komety kometami. I když je tedy aktivační proces způsoben slunečním (tj. vnějším) vlivem a nemá absolutně nic společného se sopečnou činností, může si člověk -- byť s touto značnou dávkou nepřesnosti -- představit povrch kometárního jádra jako rozsáhlou sopečnou oblast s několika kalderami: některé z nich vylučují "páru" (okem však neviditelnou) a vyvrhují kameny (avšak žádnou lávu, prosím!), jiné jsou zcela vyhaslé. Tedy vjem sice pozoruhodný, ale spíš děsivý a sotva oku lahodící. O složení "páry" ani nemluvě: kromě vody, oxid uhelnatý a uhličitý, formaldehyd a dokonce i sirovodík -- naštěstí vše ve velmi slabých koncentracích. Ale i tak... 
  
Predstavy filmaru byvaji obcas hodne divoke 
  
Byl by ten povrch porézní, zabořil bych se do něj, byly by tam díry nebo slepence nebo rovnoměrná plocha? 
  
Určitě je ten povrch velmi nepravidelný... Jde patrně skutečně o slepenec velmi temného a zřejmě i porézního materiálu, snad i nějaký regolit, ale sotva mnoho, protože chybí gravitace na jeho udržení. I když je kometární materiál mimořádně křehký, člověk stojící na povrchu jádra by vážil příliš málo, než aby povrch svou vahou rozdrtil. Zaboření by bylo možné jen v případě existence silné vrstvy regolitu. I když je těžké odhadnout typickou tloušťku regolitu, přikláním se k názoru, že zaboření je asi málo pravděpodobné. 
  
Poslední otázka... Koho považujete za největšího astronoma dvacátého století a jaký objev byl podle vás v tomto století nejdůležitější? 
  
Omezím se pouze na kometární astronomii, kde mám o situaci dobrý přehled. Bez velké diskuze se tam za největšího muže 20. století považuje Fred Whipple, který letos oslaví své 93. narozeniny. Největším úspěchem je asi jeho model kometárního jádra, pocházející z roku 1950. Ten dosud ukazuje mimořádnou životaschopnost, mimo jiné tím, že svou podstatou umožňuje svá další postupná vylepšení v souhlasu s pokrokem kometární astronomie. Model je také stále v dobrém souladu s pozorováními a některé další významné úspěchy, například objevy obrovských vodíkových atmosfér, jsou vlastně jen potvrzením jeho koncepční správnosti. 
  
Děkuji za rozhovor. 
Na Astronomickém festivalu 1999 se ptal Jiří Dušek  
  
Neupravený záznam originálního rozhovoru je ve formátu mp3 a má velikost 7 MB (29 minut)