Češi zrekonstruovali slavný záběr „Einsteinova“ zatmění Slunce. Snímek byl oceněn i v NASA

V pondělí 5. dubna 2021 publikovala Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako prestižní Geovědecký snímek dne fotografii s názvem „Obarvené Einsteinovo zatmění“, jehož spoluautory jsou Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě a prof.

Miloslav Druckmüller z Vysokého učení technického v Brně. S využitím moderních výpočetních metod zpracování obrazu se pokusili „oživit“ snímek zatmění Slunce z 29. května 1919, který vedl k potvrzení Einsteinovy obecné teorie relativity.

Lidé tak po více jako 100 letech mohou poprvé zhlédnout, jak tento úkaz vypadal v barvách a jaké nezvyklé jevy obklopovaly zakryté Slunce.

Je tomu už 102 let od výpravy Královské greenwichské observatoře, během které byla potvrzena ikonická obecná teorie relativity Alberta Einsteina (1879-1955). Einstein svou myšlenkovou revoluci ve fyzice zahájil v roce 1915 sérií přednášek na Pruské akademii věd, ale pod velmi nepříjemným tlakem, neboť jeho silný pacifismus a židovský původ v meziválečném období vyvolával snahy o diskreditaci jeho osoby.

Naštěstí Einsteinova fyzikální teorie překročila hranice a dostala se do rukou britských vědců, kteří se ji rozhodli potvrdit experimentem při expedici za pozorováním zatmění Slunce.

Jedním z mnoha důsledků obecné relativity je skutečnost, že světlo vzdáleného zdroje se na své dráze může díky gravitaci jiného hmotného tělesa mírně vychýlit. Takže podle obecné teorie relativity by mělo Slunce svým gravitačním působením odchýlit světlo hvězd, procházejících v jeho blízkosti, což by se na fotografii hvězd projevilo jejich posunem směrem od Slunce.

Otázkou bylo, zda se tato teorie dá prakticky ověřit. Vědci z Královské observatoře se o to pokusili – využili úplného zatmění Slunce 29. května 1919, kdy oslnivý sluneční disk byl zakryt Měsícem a na pár minut se kolem Slunce objevily slabé hvězdy v souhvězdí Býka.

Tyto hvězdy se pak měly teoreticky nacházet vůči zakrytému Slunci o „kousíček“ jinde, než kdyby se mezi nimi a pozorovatelem naše hmotná mateřská hvězda nenacházela. Geniální, jednoduché, realizovatelné, pozorovatelné!

Na počátku 20. století ale neexistovaly digitální aparáty s velkým megapixelovým rozlišením, ani cestovní kanceláře a přesné předpovědi počasí či družicové snímky. Astronomové tehdy museli vynaložit velkou dávku diplomacie a expedici uzpůsobit tak, aby se úkaz dal dostatečně kvalitně zaznamenat na fotografické desky.

Navzdory komplikacím, které přinášela hlavně světová válka, se 10. listopadu 1917 rozhodl britský Stálý výbor pro sluneční zatmění, že zorganizuje expedice do pásu totality dlouhého zatmění Slunce 29.

května 1919.

Expedice byly dvě, koordinované Frankem W. Dysonem (1868-1939) a Arturem S. Eddingtonem (1882-1944). Právě konec první světové války nakonec vědcům nahrál, pečlivě zabalené přístroje by odvezeny do Liverpoolu, odkud obě expedice cestovaly společně na palubě parníku Anselm v sobotu 8.

března 1919 směrem na Madeiru. Jedna z nich – vedená Andrewem C. D. Crommelinem (1865-1939) – putovala do brazilského Sobralu. Eddington pak vedl expedici na Princův ostrov ve Guinejském zálivu. Obě expedice měly během zatmění problémy s oblačností, ale nakonec vzniklo několik dostatečně kvalitních záznamů na fotografické desky, které byly posléze i přes cestovní komplikace úspěšně dovezeny zpět do Británie v červenci a srpnu roku 1919.

Výsledky byly navzdory problémům opravdu znamenité a zajistily vědecké uznání jak členům expedice, tak samotnému Einsteinovi. Hvězdy obklopující Slunce během zatmění byly dostatečně jasné, aby se daly porovnat s jejich polohami na deskách pořízených později – když se Slunce mezi nimi nenacházelo.

Ukázalo se, že jejich poloha je skutečně až o 1,75 obloukové vteřiny odchýlena díky gravitaci Slunce. Výsledky postupně obletěly celý svět, stejně jako obrázky samotného zatmění pořízené na ony skleněné desky.

Vyvstává ale otázka – co se s nafocenými materiály stalo? Bohužel, originální desky ze zatmění v roce 1919 se ztratily, ale naštěstí byly vytvořeny kopie jedné z nich a rozeslány observatořím po světě, aby všichni vědci na vlastní oči viděli důkaz podporující teorii relativity.

Jedna kopie snímku ze Sobralu se dostala také na observatoř Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl, která ji nedávno digitalizovala v rámci projektu HDAP (Heidelberg Digitized Astronomical Plates). A s tím začal zcela nový příběh, který vyústil v prestižní ocenění v NASA.

Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě ve spolupráci s Evropskou jižní observatoří získal digitalizovanou kopii původní desky v nejvyšší možné kvalitě. Už na první pohled bylo jasné, že kvalita snímku zdaleka nedosahuje současných možností, navíc sken byl poškrábaný a plný prachových částeček.

Je také zcela zřetelné, že v době zatmění skutečně na Sobralu překážela oblačnost.

Bylo nutné upravit digitální podobu skleněné desky tak, aby zmizely některé artefakty, a naopak vynikly skutečné struktury sluneční korony. Výsledek byl poté zpracován sofistikovaným programem NAFE profesora Miloslava Druckmülleraz Vysokého učení technického v Brně.

Program umí pomocí tzv. Fourierovy transformace zvýraznit i jemné detaily ve strukturách jinak spíše rozmazaných snímků, díky čemuž bylo možné získat ještě pěknější detaily ve sluneční koroně, ale hlavně v protuberanci, která se tehdy během zatmění ukázala.

Nakonec ze známých barevných vlastností některých jevů na snímku dokázal Horálek velmi věrně rekonstruovat barevnost celého obrázku, který byl doposud dostupný jen černobíle. Lidem se tak ukazuje zcela poprvé v historii lidstva slavné „Einsteinovo“ zatmění v barvách a jemných detailech.

Rekonstruovaný snímek úplného zatmění Slunce 29.

května 1919. Autoři: ESO/Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl/F. W. Dyson, A. S. Eddington, & C. Davidson, P. Horálek/Fyzikální ústav v Opavě, M. Druckmüller/Vysoké učení technické v Brně.

Co na snímku vidíme? Tak především tmavý měsíční disk zakrývá ten oslnivý sluneční, díky čemuž se ukazuje slabá strukturovaná sluneční korona – rozevlátá plazmová obálka Slunce tvarovaná jeho magnetickým polem.

Její struktura byla poměrně komplikovaná – zatmění proběhlo zhruba 2 roky po maximu slunečního cyklu číslo 15, takže lze vidět četné magnetické smyčky, ale také rozeznat sluneční magnetické póly (vlevo nahoře, vpravo dole) a dlouhé rovníkové koronální paprsky.

Nejúchvatnější je ale narůžovělá protuberance – oblak chladnějšího plazmatu vznášejícího se nad slunečním povrchem. Takto obří protuberance je během úplného zatmění Slunce velmi vzácným jevem a pravděpodobně jde o tu největší, jaká kdy byla během slunečního zatmění fotograficky zachycena.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Příprava vědecké mise Plato pokračuje

Příprava vědecké mise Plato...

Mise Evropské vesmírné agentury PLATO, jejímž úkolem je objevování a...
12. duben 1961: Den, kdy člověk poprvé opustil svou planetu

12. duben 1961: Den, kdy člověk...

12. dubna 1961 vyšla na titulní straně Rudého Práva nenápadná zpráva s...
Smělé plány Jižní Koreje: Země chce do roku 2030 dobýt Měsíc

Smělé plány Jižní Koreje: Země chce...

Je tomu sotva pár dnů, co prezident Jižní Koreje Mun Če-in veřejně...
Češi zrekonstruovali slavný záběr „Einsteinova“ zatmění Slunce. Snímek byl oceněn i v NASA

Češi zrekonstruovali slavný záběr...

V pondělí 5. dubna 2021 publikovala Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako...
Planetka Apophis Zemi v nejbližších 100 letech neohrozí

Planetka Apophis Zemi v...

Planetka Apophis dá zatím pozemšťanům pokoj. Potenciálně nebezpečné...
Vědci poprvé přímo změřili rychlost proudění ve stratosféře planety Jupiter

Vědci poprvé přímo změřili rychlost...

Pomocí radioteleskopu ALMA, jehož evropským partnerem je ESO, se týmu...
ʻOumuamua byla zřejmě fragmentem světa podobného Plutu

ʻOumuamua byla zřejmě fragmentem...

Když v říjnu 2017 proletěl naší sluneční soustavou objekt nazvaný...
Astronomové detekovali dosud nejvzdálenější kvazar s mohutnými rádiovými výtrysky

Astronomové detekovali dosud...

Evropským astronomům se podařilo objevit dosud nejvzdálenější zdroj intenzivního...
Budoucnost měsíčních kolonistů? Chov ryb

Budoucnost měsíčních kolonistů?...

Dobývání Měsíce v současné době představuje vesmírné téma číslo jedna, které...
ISS bude pokračovat

ISS bude pokračovat

Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) byla na oběžnou dráhu vypuštěna v...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Vodík jako palivo budoucnosti

Vodík jako palivo budoucnosti

Vodík (H) v současné době vede v porovnání s ostatními alternativními palivy....
Habsburk Leopold II. nakupoval české látky

Habsburk Leopold II. nakupoval...

Rakouský císař Leopold II. na počátku svoji vlády. uklidňuje situaci...
Záhadné zvuky, které věda nedokáže vysvětlit

Záhadné zvuky, které věda...

Když nastražíte uši, možná je uslyšíte i vy. Tajemné zvuky, pro které vědci...
Tajemství zaniklých Sudet: Co skrývá osada Wunderbach?

Tajemství zaniklých Sudet: Co...

Nehostinná, ale překrásná šumavská strž svažující se k Pěknému potoku ukrývá...
Medvídek Pú a jeho přátelé: Slavné hračky opravdu existují

Medvídek Pú a jeho přátelé: Slavné...

Možná se tu někde schovává klokánek Rú, ale jinak je stokorcový les už desítky let...
Jak fungují jednotlivé hemisféry v mozku?

Jak fungují jednotlivé hemisféry...

Mozek je velmi komplexní orgán a jeho vliv na tělo není zdaleka plně objasněný....
Sturmgewehr 44: To nejlepší ze samopalu i pušky

Sturmgewehr 44: To nejlepší ze...

Zatímco v první polovině války u německé armády jednoznačně dominovaly...
Tajemství zemských znaků: Šlechtická orlice se srpem a kladivem i bezhlavý opeřenec

Tajemství zemských znaků:...

Babenberský vévoda Leopold V. se na jaře 1191 stává velitelem třetí křižácké...
Největší loupež v dějinách České republiky: půl miliardy korun

Největší loupež v dějinách České...

1. prosinec roku 2007 je v dějinách české kriminalistiky označován...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.