Astronomické poklady schované v archivech: Co ukrývají?
V moderním světě jsme se naučili považovat ukládání dat na pevné disky za jakýsi standard. Jako archiv dat si dneska představíme možná tak objemné harddisky. Ve sklepech historických observatoří se ale skrývá poklad v jiné než digitální podobě - je na skleněných deskách, na které se zaznamenávala pozorování až do druhé poloviny 20.století.
Noční obloha, jak ji vidíme očima, je fascinující, ale oči mají poměrně značný limit. V případě, že si na pomoc vezmeme dalekohled se situace změní. Uvidíme objekty, které bychom neměli jinak šanci spatřit. Samozřejmě čím větší dalekohled, tím větší sběrná plocha pro fotony a tím slabější objekty uvidíme. V této úvaze je skrytý malý háček.
Vesmír pohledem rentgenové družice vypadá úplně jinak, než jsme zvyklí. Uvidíme nové objekty
Bez techniky není nic
Velká sběrná plocha nám sice výrazně pomůže, ale ne moc, pokud se budeme koukat pouze okem. Fotony v oku nedokážeme ‘uschovat’, abychom si z nich v hlavě složili detailnější obraz. K něčemu takovému potřebujeme techniku. V samotných počátcích moderní astronomie touto technikou byly skleněné fotografické desky, kterých jsou plné archivy historických observatoří.
Příklad za všechny je archiv Harvardské observatoře, založené v roce 1839. V letech 1847-1867 se zde nacházel patnáctipalcový čočkový dalekohled, který byl svého času největším na území Spojených států.
Zaměstnanci observatoře se koncem devatenáctého století rozhodli k celkem zajímavému kousku. Rozhodli se totiž pozorovat co největší část oblohy a k tomu využít několik dalekohledů postavených všude možně po světě, v Jižní Americe, v Anglii nebo kupříkladu v jižní Africe.
Všechny tyto dalekohledy exponovaly astronomické snímky na fotografické desky. Ty nebyly ničím jiným, než skleněnými deskami pokrytými vrstvou bromidu stříbrného, který chemicky reaguje, pokud na něj dopadá světlo. Citlivost fotografické desky se nemůže rovnat s citlivostí CCD prvku zodpovědného za digitální fotografii. Oproti oku je to pořád malý zázrak, neboť získáte velký snímek oblohy, na kterém můžete leccos porovnat.
Zásadním vynálezem své doby
Fotografické desky stály za jedněmi z největších objevů moderní astronomie. Na přelomu devatenáctého a dvacátého století je analyzovaly ‘počítače’, respektive počítačky. Uvozovky jsou zde na místě, neboť se nejedná o počítač ve smyslu, který nás dneska napadne nejdříve. Počítače byli lidé, kteří analyzovali desky a pečlivě zapisovali a katalogizovali pozorované hvězdy. Jednou z nejslavnějších počítaček byla Henrietta Leavittová, která objevila souvislost mezi jasností a periodou proměnných hvězd známých jako cepheidy. Nebýt tohoto objevu, Edwin Hubble by nikdy nemohl dokázat rozpínání vesmíru (ironií osudu je, že komisi Nobelových cen došel dopad objevu Henrietty Levittové poměrně pozdě, a tak byla navržena na Nobelovu cenu za fyziku až dva roky po své smrti, bohužel je nepřípustné udělit Nobelovu cenu post mortem).
- Jedna z nejslavnějších ‘počítaček’ Henrietta Lewittová při práci. Zdroj: AIP
Definitivní konec zlatého věku fotografických desek byl okolo roku 1990, kdy byly defacto všechny významné světové observatoře vybaveny CCD technikou. Hlavním důvodem je vyšší efektivita CCD prvku a hlavně vyšší spolehlivost. Nehledě na to, že uložit 500 skleněných desek je složitější, než uložit 500 obrázků na disk.
Pokud se zamyslíme, zjistíme, že celých sto let se pozorovalo na fotografické desky, dodnes ukryté v archivech, se kterými málokdo pracuje. Proč? Protože to dneska málokdo umí, a navíc je poměrně nákladné vysílat astronomy do různých koutů světa, jen aby se manuálně probírali archivy.
Digitální revoluce
Na scénu vstupuje projekt DASCH alias Digital Access to a Sky Century @ Harvard. Ten má za cíl zdigitalizovat všechny fotografické desky z harvardského archivu, a zpřístupnit je tak astronomické veřejnosti. Fotografická deska je cca 100krát méně citlivá, než moderní CCD čip, ale stále dokáže velmi detailně zachytit jasné objekty.
- Mapa oblohy nasnímané harvrdskou prohlídkou oblohy. Stupnice ukazuje počet snímání míst oblohy. Zdroj Harvarské archivy
K čemu nám bude analýza fotografických desek, když máme všechna tato hvězdná pole nasnímána pomocí moderní techniky? Jedním z velmi důležitých odvětví astronomie je studium změn jasnosti objektů. Pro takové studium je ideální mít co nejdelší časovou řadu, neboť jenom tak můžeme odhalit periodicitu nebo fantasticky zpřesnit modely.
Archivy digitálních pozorování dnes mohou nabídnout v lepším případě 20 let pozorování. Pokud se časová základna zvětší o celé století, otevírají se neuvěřitelné možnosti pro studium dlouhodobých procesů.
Jen pro představu, 38 346 desek už bylo naskenováno, to je 8 % z celkového počtu fotografických desek. Některá místa na obloze byla pozorována za oněch sto let více než tisíckát.
Ačkoliv je projekt v počátcích, už se objevují nové vědecké poznatky. Objevilo se například pozvolné slábnutí studených hvězd (v časových škálách od desíti do sta let), dlouhá perioda změn jasnosti některých aktivních galaxií nebo nový druh hvězdné variability, za kterou může interakce studeného hvězdného obra a bílého trpaslíka.
Celý projekt bude dokončen v roce 2016, kdy budou přesně určeny a zkalibrovány jasnosti všech objektů, které jsou na deskách zachyceny. Ve chvíli kdy bude archiv přístupný to bude jako otevření truhlice s pokladem.
Úvodní foto: Thinkstock
