Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

V ohnisku: Proměnné hvězdy

Jedinečná astronomie! Za hrstkou profesionálních hvězdářů stojí snad nekonečná armáda dobrovolných pozorovatelů denní i noční oblohy, kteří bez nároku na odměnu vypomáhají při studiu podivuhodných zákoutí kypícího vesmíru. Ano, malé hvězdárny, amatérské organizace, nadace i špičkové vědecké ústavy dnes nabízí celou paletu odborných programů zaměřených na studium výjimečných kosmických jevů. Ovšem ... po kterém z nich sáhnout? Který zaručí, že hodiny strávené u dalekohledu nepřijdou vniveč? A vlastně, o jaká pozorování mají zájem samotní profesionálové? Po smysluplnosti současných pozorovacích programů nabízených amatérům pátrá právě tento seriál.

Ilustrační foto...Zdá se, že popularitu proměnných hvězd rozjel v polovině devatenáctého století německý astronom a vynikající pozorovatel F. Argelander. Jeho tehdejší proklamace totiž zní i dnes velmi aktuálně: "...Proto bych rád co nejnaléhavěji nabádal všechny milovníky hvězdné oblohy, aby pozorovali dosud bolestně zanedbávané proměnné hvězdy. Nejen, že se budete těšit z pohledů vzhůru, ale možná tak malým dílem přispějete ke konkrétnějším vědomostem o těchto hvězdách!!! ... Pozorování se zdají dlouhá a složitá na papíře, ale ve skutečnosti jsou velmi jednoduchá... Jsem dokonce nezvratně přesvědčen, že každý pozorovatel nalezne v proměnných hvězdách po několika týdnech zvláštní kouzlo, které mu nedovolí je už nikdy opustit."

Podobný názor razila řada jiných známých hvězdářů, namátkou jmenujme například Johna Herschela či Josepha Baxendella. S přibývajícím počtem proměnných hvězd ostatně profesionálům stejně nic jiného nezbývalo -- bylo nad jejich síly, uhlídat je všechny.

První skupinka dobrovolných pozorovatelů proměnných hvězd vznikla už v osmdesátých letech devatenáctého století kolem Edwarda C. Pickeringa, ředitele Harvard College Observatory. Jejich odhady skvěle doplňovaly pozorování pana ředitele a jeho spolupracovníků, takže už o pár roků později mohl Pickering na svých přednáškách ukazovat docela pohledné světelné křivky a hledací mapky. Úspěch dokumentuje také fakt, že zatímco v roce 1877, kdy se začalo s pozorováním, bylo známo kolem sto padesáti proměnných hvězd, do Pickeringovy smrti (1919) se jenom na Harvardu podařilo objevit 3435 nových případů.

Tahle práce samozřejmě nezůstala bez odezvy. Williama T. Olcotta, právníka z Connecticutu a také autora řady populárních knih, dokonce vedla v říjnu 1911 k založení spolku amatérských pozorovatelů (za vydatné pomoci právě Edwarda Pickeringa). Tehdy se narodila známá American Association of Variable Star Observers -- měla šest členů a 71 vytipovaných proměnných hvězd.

Podobné spolky vznikly i na druhé straně Atlantiku: K vytvoření skupiny pozorovatelů v rámci British Astronomical Association došlo už kolem roku 1890. Francouzská Association of Observers Variable Stars (zkráceně AFOEV) se narodila roku 1921. A i když byla její činnost během druhé světové války násilně přerušena, v šedesátých letech došlo k obnovení její činnost. Ve stejné době se také začal na brněnské hvězdárně formovat projekt zaměřený na sledování zákrytových dvojhvězd, dnešní B.R.N.O.

V současné době ve světě existuje na dvě stovky organizací, jež se zabývají sledováním proměnných hvězd. Největší z nich je právě AAVSO, od roku 1954 nezávislá, soukromá společnost. Vede ji tým devíti placených(!) odborníků, kteří každý rok od šesti set pozorovatelů z celého světa dostanou na tři sta tisíc jednotlivých odhadů více než 3600 hvězd, které z různých příčin mění jasnost. V plně elektronické databázi se nyní nachází na devět milionů odhadů, jež současná ředitelka Janet Mattei považuje za čtyři pětiny všech amatérských pozorování tohoto druhu na světě.

Ilustrační foto...Například světelná křivka známé eruptivní proměnné SS Cygni v jejich katalogu prakticky bez přerušení sahá až do roku 1897. Totéž platí pro řadu jiných, notoricky známých případů. Navíc tato organizace vydává kvalitní a poměrně často citovaný žurnál.

Jsou to ohromující čísla. Ale jenom na první pohled. Členové společnosti AAVSO v minulosti pomáhali v řadě kampaní organizovaných profesionálními astronomy -- upozorňují na náhlá zjasnění vybraných stálic, na které se pak dívají pozemní i orbitální observatoře. Analýzou získaných světelných křivek se podařilo družici Hipparcos v době maxima proměřit polohy i vzdálenosti některých známých mirid.

Na druhou stranu však o získaná data v osmdesátých letech projevilo zájem v průměru 140 odborníků ročně. V sedmdesátých letech, jak ostatně přiznává samo vedení společnosti, dokonce třikrát méně. Vynahradilo to investovaný čas tisíců pozorovatelů a desítky profesionálů? Vždyť v mnoha případech jde skutečně o fantastické dílo: Například Jihoafričan Reginald de Kock (1902-1980) do databáze americké společnosti přispěl se 160 777 odhady!

"Hlavním úkolem pozorování proměnných hvězd je sledování časové změny jejich jasnosti, odpověděl nám Zdeněk Mikulášek, jedna z vůdčích osobností amatérského výzkumu zákrytových dvojhvězd a ředitel brněnské hvězdárny. "Problémem tu v dnešní době určitě není určení času, ale stanovení jasnosti. V minulosti, kdy bylo jediným detektorem záření lidské oko (byť ozbrojené dalekohledem), nezbývalo nic jiného, než provádět odhady jasnosti očima. V tomto směru byly vynalezeny důmyslné metody, jak tyto odhady jasnosti provádět, nejčastěji pak srovnáním jasnosti hvězdy proměnné s jasností hvězd srovnávacích, považovaných za neproměnné. Těmito pozorovacími metodami byla objevena celá řádka proměnných hvězd, byla zjištěna periodicita proměnnosti a již méně spolehlivě typ proměnnosti."

"Nicméně srovnání světelných křivek získaných i velmi zkušenými pozorovateli s objektivním fotometrickým měřením ovšem přináší dosti šokující výsledky -- získané světelné křivky se sobě často jen podobají, vizuálně zjištěné křivky jsou často jen jistou karikaturou skutečných světelných křivek. Obecně platí, že vizuální metody sledování proměnných hvězd jsou zcela nespolehlivé ve stanovení střední hodnoty jasnosti proměnné hvězdy a celkové amplitudy (měřítka) jejich světelných změn," pokračoval Zdeněk Mikulášek ve své e-mailové odpovědi.

Ilustrační foto...

"Ukazují zcela jasně na to, že naše představy o tom, jak skutečně pozorovatelé proměnných hvězd jasnost hvězdy odhadují, se dost liší od skutečnosti. Pozorování proměnných hvězd jsou zatížena snůškou nejrůznějších klamů a specifik vidění různých pozorovatelů, že jde o pozorování velmi subjektivní. K tomu všemu ovšem přistupuje i předpojatost pozorovatelů, kteří bývají ovlivněni tím, že vědí, jak by se měla dotyčná proměnná hvězda chovat. Je-li u hvězdy předpovězeno, že v době pozorování by hvězda měla dosáhnout minima své jasnosti, pak toto minimum většina pozorovatelů zaznamená, a to bez ohledu na to, zda k němu došlo, či ne. Je to dobře patrno na tzv. O-C digramech (rozdílu předpověděného a pozorovaného okamžiku minima jasnosti) proměnných hvězd, jejichž perioda se z nějakých důvodů mění."

"Pozorovatelů, kteří věří svým očím více než předpovědím, je jako šafránu. Subjektivní ovlivňování toho, co člověk vidí, zvláště jde-li o rozdíly pro lidské oko tak nepatrné, je asi největším a velice obtížně odstranitelným problémem vizuálního pozorování proměnné hvězdy. Právě ona nespolehlivost vizuálního pozorování, které v sobě potenciálně nese zcela falešnou informaci, je pak asi hlavní příčinou nedůvěry profesionálních astronomů, kteří s těmito daty jen neradi pracují. Občas jim ale nic jiného nezbývá, protože třeba v určitém časovém období úplně chybějí informace o dotyčné proměnné hvězdy získané objektivními metodami."

Ano na vizuální pozorování, která v minulosti pomáhala "rozjet" výzkum proměnných hvězd, se dnes profesionálové dívají skrz prsty. Odbornou práci založenou výhradně na podobných datech vám až na naprosté výjimky v žádném recenzovaném časopise neuveřejní, a pokud už je některý z hvězdářů použije, jejich váha je o několik řádů nižší než u fotoelektrických měření či CCD záběrů.

Ilustrační foto...

A aby toho nebylo málo, šanci na uplatnění mají zpravidla jenom pozorování zákrytových dvojhvězd s pěkně symetrickou křivkou. Už jenom proto, že se amatéři většinou nezabývají celou světelnou křivkou, nýbrž jenom zjištěním okamžiku minima jasnosti v primárním (a tu a tam i v sekundárním) zákrytu, kdy se jasnější složka nachází za tou slabší. Ponechejme přitom stranou otázku, jakým způsobem se tento okamžik zjišťuje a jak se počítá chyba takového odhadu. I tato běžná analýza je totiž řadou odborníků úspěšně napadána.

Vizuální pozorování polopravidelných proměnných hvězd, jež mění jasnost v jakýchsi cyklech, či nepravidelných proměnných jsou pak pro profesionály prakticky nezajímavá. V těchto případech totiž většinou o okamžiky minimální jasnosti nejde -- amatéři se pokouší sestavovat celé světelné křivky, tedy provádět skutečnou fotometrii

Ostatně nechejme opět promluvit Zdeňka Mikuláška: "Ano, naprostá většina zákrytových proměnných hvězd má skutečně světelnou křivku v okolí minima jasnosti velmi přesně symetrickou. Z vlastní zkušenosti však vím, že jen malé procento vizuálně získaných světelných křivek je symetrických. Většina je asymetrická, a to tak, že po víceméně povlovném poklesu do minima následuje rychlý vzestup, což je v rozporu se skutečností Pozorovaná asymetrie je lidsky pochopitelná -- ano, minimum jasnosti jsem zachytil, tramtaradádadá, mám to za sebou, takže teď už jen rychle kus té vzestupné větve a jde se na kutě."

"Mám za to, že pozorovatelé jsou asi schopni poměrně spolehlivě zjistit, zda jasnost hvězdy s poměrně rychlou změnou jasnosti teď právě klesá nebo roste. Mnohem horší je to se stanovením tempa těchto změn. Stanovování okamžiku minima jasnosti ze tvaru světelné křivky je pak jistě sporné."

Ilustrační foto..."U proměnných hvězd s nepravidelnými světelnými změnami je to trochu jiné," podíval se na problém trochu do hloubky Zdeněk Mikulášek. "Především jsou to ale hvězdy, u nichž je amplituda světelných změn mnohem větší než u většiny pozorovaných zákrytových dvojhvězd. Vliv subjektivních chyb, přání a nedopatření je zde menší. Přistupují zde ovšem jiné problémy. Nepravidelně nebo polopravidelně se měnící hvězdy bývají hvězdy pozdního spektrálního typu, často obalené krustou mezihvězdného prachu vlastní výroby, které mají velmi vysoký barevný index. To jinými slovy znamená, že výsledky pozorování dvou pozorovatelů mohou přinést velmi rozdílné výsledky už jen z důvodu rozdílné spektrální citlivosti jejich zraku. Pozoruje-li jednu a tutéž hvězdu několik desítek pozorovatelů, pak se tyto rozdíly vzájemně eliminují a lze o jistě střední světelní křivce určené na základě vizuálních pozorování mluvit."

Praxe ukazuje, že většina pozorovatelů dokáže slušně sledovat hvězdy, které se mění s amplitudou alespoň jedna magnituda. Vynikající pozorovatelé přitom jasnost proměnné odhadnou s chybou kolem jedné desetiny, v případě, kdy se poblíž nachází vhodné srovnávací stálice, i o něco lépe. Chyby fotoelektrických fotometrů a CCD kamer, které jsou prosty subjektivních vlivů a lze je vzájemně kalibrovat, se však pohybují kolem setin až tisícin magnitudy!

Ilustrační foto...Navíc, pokud do jedné světelné křivky sesypete odhady různých pozorovatelů, kteří hvězdu sledovali za různých podmínek různými dalekohledy, chyba běžně naroste na více než půl magnitudy. Grafický průběh závislosti jasnosti hvězdy na čase se pak v lepším případě promění ve zvlněný pás, v horším dokonce v rovnoměrně zaplněnou plochu, ve které se jakékoli změny jasnosti utápí v kumulovaných chybách. U hodně červených hvězd nejsou použitelné ani odhady jednoho konkrétního pozorovatele. Smysluplným využitím pozorování polopravidelných či nepravidelných proměnných hvězd tak může být nanejvýše upozorňovaní na nepředvídané změny v jejich chování. Taková hlídka se hodí především u tzv. kataklyzmických proměnných.

Jedinou možností jak v současnosti (i blízké budoucnosti) obstát, je sáhnout do portmonky a investovat nejméně dvě stě tisíc korun do dalekohledu, CCD kamery, počítače a další pomůcek. Ovšem pozor, ani poté není vyhráno! Naopak! Důsledné zpracování získaných dat, často mnohem zdlouhavější než čas investovaný do jejich pořízení, není snadnou záležitostí a vyžaduje úzkou spolupráci se zkušenými profesionály. Celý proces tak zvládnou jenom výjimeční amatéři, které v České republice spočítáte na prstech jedné ruky.

Mají tedy pozorovatelé spoléhající se na vlastní zrak v budoucnosti (s nástupem CCD kamer a stale se rozšiřujících robotizovaných prohlídek) vůbec nějakou šanci? Odpovídá opět Zdeněk Mikulášek: "Osobně se domnívám, že nikoli. Oblastí, kde je vizuální pozorovatel králem, je stále méně, CCD kamera jim bere i jejich poslední doménu, a tou byly slabé hvězdy nedostupné pro dalekohledy s vybavenými klasickými fotonásobiči. Roboti pak spolehlivě ohlídají kdejakou zapomenutou nebo kataklyzmickou (novy, supernovy) proměnnou hvězdu. Naopak bych měl všechny amatérské pozorovatele proměnných hvězd, aby si osvojili techniku pozorování proměnných hvězd pomocí CCD, kterých je na profesionálních, ale i amatérských observatořích stále více. Získají tak vskutku hodnověrné informace o proměnných hvězdách. Jinou otázkou zde je, kdo a jak ty hory kvalitních pozorování zpracuje a výsledky připraví k publikaci. Myslím, že zde mají amatéři velmi dobré šance, a pevně věřím, že v budoucnu budou mít profesionálové těžkou konkurenci."

Doba robotizovaných prohlídek, díky kterým pomalu přestává smysl třeba hledat nové proměnné, je tady. Bohdan Paczynski spolu z pracovníky Varšavské univerzity testoval od dubna 1997 do června 2000 na chilské observatoři Las Campanas dalekohled vybavený běžnou CCD kamerou. Detektor pořídil každou jasnou noc dle zadaného algoritmu na 120 tříminutových expozic a pod nepřetržitou kontrolou tak měl 300 čtverečních stupňů oblohy. Mezi 140 tisíci monitorovanými hvězdami do 13. velikosti tak nejen objevil 3900 proměnných se změnami delšími než jeden den (většinou nepravidelné, pulsující a zákrytové dvojhvězdy), ale ve většině případů zhotovil i velmi slušné světelné křivky. Mimochodem -- před tím bylo ve vybraných polích známo jenom 223 proměnných hvězd. Tedy pouhých pět procent. Ovšem ruku na srdce -- kdo bude celou tu záplavu dál studovat? Že by amatéři?

resumé:
Pokud chcete pomoci při odborném studiu proměnných hvězd a nemáte k dispozici "nic lepšího" než vlastní oči, věnujte se nanejvýš zákrytovým dvojhvězdám, případně hlídce číhající na nečekaná zeslabení či zjasnění některých typů proměnných hvězd. Mnohem lepší ale bude, když si za nemalý peníz pořídíte kvalitní dalekohled na montáži se CCD kamerou a naučíte se správně redukovat pořízené záběry. Na druhou stranu je pozorování proměnných hvězd s velkou amplitudou změn velmi zajímavé pro všechny začínající amatéry a jako velmi pěkná vzdělávací pomůcka nesmí být nikdy zatracováno.

PS: Tento seriál nemá v žádném případě někoho urazit či odradit od koukání na nebe. Naopak, považuji tuto zábavu za nesmírně zajímavou a poučnou. Také netvrdím, že mám patent na rozum, a rád si nechám zveřejněné představy vyvrátit. Pokud máte na článek jiný názor, můžete ho prezentovat prostřednictvím "diskuse čtenářů IAN".

Jiří Dušek

| Zdroj: Autor děkuje Z. Mikuláškovi za pomoc při přípravě tohoto dílu seriálu "V ohnisku". IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Formulář k přihlášení alertů
Ilustrační foto...
Sto let od narození otce radioastronomie
Ilustrační foto...
Nejsilnější exploze od dob velkého třesku
Ilustrační foto...
Jistá bývá jenom matka
Ilustrační foto...
Kometa Barnard po 120ti letech
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691