Do hviezdnej tmy

Dramatický purpurový súmrak spôsobený prachom sopky Tonga vysoko v ovzduší nad marťanskou krajinou v Atacame, foto T. Slovinský

Fotografie hviezdneho neba často prinášajú svojim obdivovateľom príjemný pokoj a prívetivú spomienku na pozorovanie nočnej oblohy posiatej hviezdami. Tie najúchvatnejšie zábery však paradoxne často vznikajú na miestach s nehostinnými podmienkami, v obrovskej zime či pri neznesiteľne silnom vetre.

Tí, ktorí fotografie hviezdnej oblohy zhotovujú, prechádzajú ťažkou skúškou, aby nakoniec ich zábery tešili publikum po celom svete. Nielen oni, ale mnoho vedeckých pracovísk stojí na miestach s extrémnymi podmienkami.

Fotografická expedícia

Na jar tohto roku sa uskutočnila medzinárodná fotografická výprava pod záštitou americkej vedeckej organizácie NOIRLab. Jej cieľom bolo vyhotoviť jedinečný foto- a videozáznam z vedeckých pracovísk v Arizone, na Havaji a v Čile. Denné a nočné fotografie vznikali na mimoriadne zaujímavých miestach, kam sa široká verejnosť väčšinou nedostane.

Južná nočná obloha v Čile, teleskop Gemini South a laser adaptívnej optiky pripomínajúci sci-fi, foto International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Pracoviská Kitt Peak National Observatory (Arizona, USA), Gemini North Observatory (Mauna Kea, Havaj), Gemini South Observatory (Cerro Pachón, Čile) a Cerro Tololo Inter-American Observatory (Čile) som navštívil v spoločnosti českého astrofotografa Petra Horálka a gréckeho odborníka na snímky pre planetáriá Theofanisa Matsopoulosa.
Expedícia trvala mesiac, počas ktorého sme sa neustále presúvali a získanými terabajtmi dát zapĺňali archív vedeckej organizácie NOIRLab. Následne sme sa spolu s Petrom Horálkom presunuli do čilskej púšte Atacama, najsuchšej oblasti na Zemi, kde sme počas ďalších štyroch týždňov zachytávali rôzne astronomické úkazy, ako napríklad čiastočné zatmenie Slnka či meteorický roj Eta Akvaridy. Celý pobyt bol zakončený prekrásnym úkazom – úplným zatmením Mesiaca na prirodzene tmavej južnej oblohe.

Západ Slnka na observatóriu Mauna Kea – v popredí teleskopy podieľajúce sa na vzniku snímky čiernej diery, v pozadí oblaky prelievajúce sa nad tropickou krajinou a obzor krištáľovo čistej oblohy, foto International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Čilské teleskopy v púšti Atacama, foto CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Kam umiestniť ďalekohľad

Medzi našou planétou a okolitým šírym vesmírom stojí bariéra, ktorá je však nevyhnutnou podmienkou existencie života na našej planéte – zemská atmosféra. Ide o zmes plynov, tzv. plynný obal Zeme, v ktorom sa deje veľa dôležitých procesov. Umožňuje nám žiť na Zemi, dýchať, no chráni nás aj pred nebezpečným kozmickým žiarením.
Odhliadnuc od týchto skutočností je táto bariéra veľkou prekážkou pri pozorovaní slabých fotónov zo vzdialeného kozmu. Nebyť zemskej atmosféry, boli by sme počas dňa schopní zazrieť svetlo hviezd. Jej najväčší vplyv na oblohu nad nami tak pozorujeme práve cez deň, keď sa slnečné svetlo silne rozptyľuje. V noci je prítomnosť zemskej atmosféry vizuálne slabšia, no oku pozorovateľa či citlivému prístroju zaznamenávajúcemu oblohu rozhodne neunikne.

Centrum astronómie na Havajskej univerzite v Hile, foto NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Bez atmosféry by sme na oblohe nevideli svetelné znečistenie. Okamžite po tom, ako by posledný slnečný lúč pri západe Slnka dopadol na zemskú krajinu, by nastala úplná tma a výhľad na nočnú oblohu by nemohlo rušiť vôbec nič – vlhkosť a často ani prach. Z tohto dôvodu sa mnohé teleskopy vypúšťajú do vesmíru, kde tento škodlivý vplyv atmosféry dokážeme úplne vylúčiť. Pre pracoviská na Zemi je preto potrebné hľadať ideálne miesta. Ide o oblasti s vysokou nadmorskou výškou, aby čo najviac percentuálneho podielu hustoty atmosféry zostalo pod úrovňou Zeme. V nadmorskej výške 5 500 m dosahuje hustota vzduchu 50 %, najhustejšia atmosféra je na hladine mora. Zároveň by tieto miesta mali byť ďaleko od zdrojov vlhkosti. Preto tie najväčšie teleskopy zvyčajne nájdeme v púšti – v tých najextrémnejších podmienkach pre život, no ideálnych na astronomické pozorovania.

Unikátna mozaika zodiakálneho svetla, foto NOIRLab/NSF/AURA/P. Horálek (Fyzikálny ústav v Opave), T. Slovinský

Nepriateľ sucho

Dramatický západ Slnka a zelený záblesk z observatória Cerro Tololo v Čile, foto CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Expedícia za tmavým hviezdnym nebom sa začala v Arizone, kde sa nachádza Národné observatórium Kitt Peak. Je vzdialené 88 km od mesta Tucson, v ktorom sídli organizácia NOIRLab. V nadmorskej výške 2 096 m sa nachádza 22 optických teleskopov a dva rádioteleskopy skúmajúce vesmír. Počasie tu býva stabilné, nočné teploty príjemné a hoci nad neďalekým Tucsonom vidieť žiaru svetelného znečistenia, obloha je naozaj krásna.
Práve na tomto mieste sa začal písať náš príbeh. Množstvo kupol a prístrojov nám dávalo zabrať vo dne i v noci. Pri plánovaní dlhej expedície sa musí počítať aj s mesačnou fázou. Príliš jasný Mesiac totiž svojím silným jasom dokáže zmariť pozorovanie a fotografovanie tmavej oblohy. Počas jedného mesiaca sme si prešli celou mesačnou fázou – od splnu po spln.

Západ Slnka nad arizonským observatóriom Kitt Peak, foto KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Po návšteve Tucsonu a fotografovaní hlavného úradu spoločnosti NOIRLab sme zamierili na observatórium, kde sme využili začiatky nocí bez oslnivého Mesiaca. Týždenný pobyt v miernej nadmorskej výške viac ako 2 000 m nás dokonale pripravil na to, čo nás neskôr čakalo na Havaji. Z hľadiska zotrvania na takomto mieste však prichádza iný nepriateľ – sucho. To dá za týždeň poriadne zabrať pokožke a celému telu. Po návšteve observatória Kitt Peak tak bola povinnou zastávkou návšteva lekárne. A to aj napriek tomu, že všetky observatóriá sú vybavené zvlhčovačmi vzduchu na izbách.

Aloha trochu inak

Úplné zatmenie Mesiaca 16. mája 2022 zachytené v meste San Pedro de Atacama v Čile, foto T. Slovinský

Väčšine ľudí sa pri pomyslení na Havaj vybaví nádherný rezort na pláži Waikiki, veniec kvetov okolo krku a polorozopnutá havajská košeľa vyplnená pestrofarebnými kvetmi. My sme náš čas na ostrove trávili aj v hrubých arktických bundách, zateplených nohaviciach a s príznakmi výškovej choroby. Na kúpanie v Tichom oceáne po návšteve observatória na vrchu sopky Mauna Kea a mesta Hilo veľa času nezostalo.
Fotografická výprava najprv navštívila Hilo, exotické miesto, kam si radi vyrazia dovolenkári, no sídlia tu aj úrad organizácie NOIRLab a kontrolná miestnosť, odkiaľ vedeckí pracovníci na diaľku ovládajú jeden z najväčších optických ďalekohľadov sveta – Gemini North. Ide o známy optický ďalekohľad s priemerom hlavného zrkadla 8,2 m. Jeho kupola je umiestnená v nadmorskej výške 4 200 m. A práve tento teleskop bol neskôr naším hlavným cieľom.

Sídlo organizácie NOIRLab v americkom Tucsone, foto NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovinský

Na observatóriu Mauna Kea nám v rámci expedície vyčlenili štyri noci, čo bol s miestnym nepredvídateľným počasím boj o každú jasnú noc. Zároveň sme zápasili s riedkym vzduchom, ktorého hustota tu dosahuje iba 60 % v porovnaní so vzduchom, ktorý bežne dýchame v nižších nadmorských výškach. Vyrovnávali sme sa s bolesťou hlavy, nechuťou, bolesťami brucha a obrovskou únavou. Pri čakaní na vysnívaný záber sme sa museli občas naozaj prekonávať.
Okrem toho vládne na tomto observatóriu poriadna zima. Väčšinou fúka silný studený vietor a pocitové teploty sú hlboko pod nulou. Telo usilujúce sa poradiť si s nedostatkom kyslíka vníma takéto podnety ešte omnoho horšie. Azda najnáročnejšia bola posledná noc, počas ktorej fúkal silný nárazový vietor a bolo takmer nemožné kráčať proti nemu. V takých podmienkach len ťažko rozostavíte statív a zachytíte dlhé expozície. Veľmi presne si spomínam na moment, keď som pevný fotografický statív zaťažený veľkými kameňmi zachytil s objektívom pár centimetrov nad zemou pri takmer fatálnom páde na sklo objektívu.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 11/2022. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Tomáš Slovinský
riaditeľ OZ Astronómia pre všetkých