S půlmetrem na lovu (nejenom) hvězdných ostrovů – focení Galaxií - část II.

I v prostředí plném světelného znečištění lze s vhodnou technikou spatřit detaily, které běžnému oku zůstávají skryty. Moderní astronomické přístroje posouvají hranice amatérského i profesionálního pozorování a umožňují objevovat krásu a strukturu vzdáleného vesmíru i z míst, která by dříve byla pro astronomii považována za nevhodná. Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., nedávno rozšířila svůj přístrojový park o nový zrcadlový dalekohled Newtonova typu s průměrem primárního zrcadla 500 mm, známý také jako „půlmetr“. Tento článek volně navazuje na první část s názvem „S půlmetrem na lovu (nejenom) hvězdných ostrovů – focení Deep Sky objektů - část I.“, která představila možnosti pozorování objektů hlubokého vesmíru z městské hvězdárny. V pokračování se zaměříme na dva konkrétní tematické okruhy. Prvním bude podrobný rozbor podmínek pro vizuální i fotografická astronomická pozorování, se zvláštním důrazem na vlivy počasí, světelného znečištění a geografických faktorů. Druhá část článku se soustředí na galaxie – jeden z nejzajímavějších typů objektů hlubokého vesmíru, jejich základní klasifikaci, příklady snadno pozorovatelných galaxií a konkrétní výsledky získané novým půlmetrovým dalekohledem Hvězdárny Valašské Meziříčí, přičemž část bude věnována i naší vlastní Galaxii, Mléčné dráze.

Klíčová slova: Podmínky pro pozorování, Deep Sky objekty, galaxie, M64, M65, M66, M82, M84, M86, M101, M104, NGC 3628, NGC 4565, Mléčná dráha

Podmínky pro pozorování noční oblohy

Pozorování noční oblohy, ať už vizuální nebo prostřednictvím astronomických přístrojů, je ovlivněno řadou fyzikálních, geografických i antropogenních faktorů. Kvalita pozorování závisí především na průzračnosti atmosféry, míře přirozeného a umělého osvětlení a geografických podmínkách stanoviště. Následující přehled shrnuje klíčové aspekty, které určují vhodnost lokality a časového období pro astronomická pozorování.

Zásadní roli hraje stav atmosféry. Oblačnost představuje částečnou či úplnou překážku, přičemž i tenká vrstva cirrů dokáže výrazně snížit kontrast hvězdného pole, protože rozptyluje světlo měst. Relativní vlhkost vzduchu přímo ovlivňuje průsvitnost, neboť vodní pára způsobuje Mieův rozptyl světla - jev, při kterém dochází k rozptylu světla na částicích s velikostí srovnatelnou s vlnovou délkou světla, přičemž hlavní rozptýlené záření směřuje dopředu. Stabilitu atmosféry, která určuje ostrost obrazu, vyjadřuje tzv. seeing – úhlová velikost rozmazání způsobeného turbulencemi vzduchu.

Neméně významným faktorem je Měsíc, nejjasnější přírodní zdroj nočního světla. Jeho fáze i poloha na obloze rozhodujícím způsobem ovlivňují jas pozadí. Úplněk prakticky znemožňuje pozorování slabých galaxií či mlhovin, zatímco období novu představuje ideální čas pro tzv. deep-sky astronomii. Jasné planety nebo samotný Měsíc lze ovšem pozorovat i za jeho svitu.

Geografické podmínky pozorovacího místa rovněž hrají roli. Ve vyšších nadmořských výškách je atmosféra řidší, což omezuje absorpci a rozptyl, zejména v infračerveném pásmu. Vyšší polohy navíc často leží nad inverzními vrstvami a přízemními mlhami, a proto poskytují ostřejší a kontrastnější oblohu. Není náhodou, že profesionální observatoře bývají umístěny ve výškách nad 2000–3000 metrů. Geografická šířka pak určuje, která souhvězdí a objekty lze během roku sledovat.

Důležitý je také volný horizont. Stromy či budovy mohou omezovat výhled i odrážet světlo, čímž zvyšují lokální jas oblohy. V některých situacích však přirozená bariéra poslouží i pozitivně – dokáže clonit přímé zdroje světelného znečištění a zlepšit podmínky v požadovaném směru pozorování. Stabilní stanoviště bez zdrojů oslnění je pak nezbytné zejména při práci s dalekohledy na montážích.

Umělé světelné zdroje jsou dominantním faktorem degradace noční oblohy. Plošné zdroje světelného znečištění, jako jsou rozsáhlé osvětlované plochy měst, průmyslových zón nebo sportovních areálů, vytvářejí silnou oblohovou záři, patrnou desítky kilometrů od zdroje. Neméně rušivé jsou lokální bodové zdroje, například reflektory, pouliční lampy či komerční instalace, které mohou osvětlovat přímo pozorovací techniku a narušovat adaptaci zraku. Míra jejich rušivého vlivu přitom závisí i na technickém provedení – správně nasměrované a intenzitně regulované osvětlení dokáže míru světelného znečištění významně snížit. K hodnocení kvality noční oblohy se často používá Bortleova stupnice, založená mimo jiné na viditelnosti Mléčné dráhy. Nejlepších podmínek lze dosáhnout v tzv. Dark Sky Parcích či v chráněných oblastech, kde je umělé osvětlení regulováno.

Samotný průběh pozorování vyžaduje splnění několika praktických podmínek. Adaptace zraku na tmu trvá přibližně 20–30 minut a je nezbytná pro vnímání slabých objektů. Důležité je také minimalizovat teplotní rozdíly mezi okolním prostředím a optickými přístroji, aby se předešlo tepelným proudům v tubusu dalekohledu, které mohou narušit kvalitu obrazu. Časová optimalizace bývá klíčová – nejstabilnější atmosféra se obvykle vyskytuje kolem půlnoci, kdy je Slunce hluboko pod horizontem. Astronomové přitom rozlišují několik typů „nocí“: občanskou (0–6° pod horizontem), vhodnou pro jasnější objekty, nautickou (6–12°), kdy lze sledovat slabší hvězdy a některé DSO, a astronomickou (více než 12°), poskytující nejtmavší oblohu ideální pro pozorování galaxií, mlhovin a dalších jemných struktur.

Celkově lze říci, že kvalitní vizuální i přístrojová pozorování vyžadují nejen vhodné počasí a optiku, ale i pečlivý výběr lokality a aktivní ochranu před světelným znečištěním. Tyto faktory dnes určují možnosti amatérské i profesionální astronomie stejně zásadně, jako samotná technická vyspělost dalekohledů.

Galaxie

Galaxie jsou základními stavebními kameny vesmíru. Tyto obrovské hvězdné systémy obsahují miliardy až biliony hvězd, spolu s mezihvězdným plynem, prachem a temnou hmotou, které jsou vzájemně vázány gravitací. Jejich rozmanitost a krása fascinuje astronomy i širokou veřejnost již od počátku 17. století, kdy Galileo Galilei v roce 1609 použil svůj první jednoduchý dalekohled k systematickému pozorování noční oblohy a objevil například krátery na Měsíci, fáze Venuše a pásmo Mléčné dráhy. Tyto rané pokusy položily základy moderní astronomie a otevřely cestu k pozdějšímu studiu hvězd a objektů hlubokého vesmíru.

Je však třeba zdůraznit, že první dalekohledy Galilea nebyly schopné odhalit vzdálené galaxie. Teprve pozdější vývoj dalekohledů a tvorba katalogu objektů hlubokého vesmíru, zejména Messierova katalogu v 18. století, umožnila systematické pozorování objektů, které dnes označujeme jako galaxie. V té době se ještě předpokládalo, že naše Mléčná dráha tvoří celý vesmír – teorie o existenci dalších hvězdných ostrovů byly neznámé. Objev Edwina Hubblea z roku 1924, že Velká galaxie v Andromedě je samostatná galaxie mimo naši vlastní, navždy změnil naše chápání vesmíru. Dnes víme, že jen v pozorovatelném vesmíru se nachází stovky miliard galaxií různého tvaru, velikosti a struktury. Tyto systémy se ukázaly být nesmírně rozmanité – liší se tvarem, velikostí i uspořádáním hvězd a mezihvězdného materiálu. Astronomové proto vyvinuli klasifikaci galaxií založenou na jejich struktuře, která umožňuje lépe porozumět jejich vzniku, vývoji a vlastnostem.

• Spirální galaxie mají charakteristická spirální ramena vycházející ze středového jádra. Ta jsou tvořena jasnými, mladými hvězdami a oblaky plynu a prachu. K nejznámějším patří Velká galaxie v Andromedě (M31), naše Mléčná dráha či Vírová galaxie (M51), která je nádherným příkladem interagující spirální galaxie. Spirální galaxie jsou časté a typické svou symetrií a vysokým podílem hvězdotvorných oblastí. Při jejich pozorování hraje zásadní roli jejich natočení vůči nám. Lze jich pozorovat z různých úhlů – „z čela“ (face-on) odhalují krásná spirální ramena, zatímco galaxie viděné „z hrany“ (edge-on) vypadají jako úzké světlé disky s prachovými pásy, například Jehlová galaxie (NGC 4565) nebo také galaxie Sombrero (NGC 4594). Tento efekt názorně ukazuje, jak geometrie pohledu ovlivňuje naše vnímání vesmíru.
• Eliptické galaxie mají hladký elipsoidní tvar bez výrazných struktur a obsahují převážně staré hvězdy. Podíl mezihvězdného plynu je minimální, což znamená nižší tvorbu nových hvězd. Typickým příkladem jsou galaxie v Panně (M84, M86 nebo M87), známé také díky supermasivní černé díře ve svém jádru.
• Nepravidelné galaxie postrádají definovaný tvar a často vznikají v důsledku gravitačních interakcí nebo kolizí s jinými galaxiemi. Obsahují mladé hvězdy a bohaté zásoby plynu, což z nich činí dynamické a aktivní systémy. Mezi známé patří Velký a Malý Magellanův oblak, které jsou zároveň nejbližšími galaktickými sousedy Mléčné dráhy a patří do Místní skupiny galaxií.

NGC 4565 známa jako Jehlová galaxie nebo také Slaneček (The Needle Galaxy), je velká spirální galaxie, kterou pozorujeme ze strany a nacházející se v souhvězdí Vlasy Bereniky (Coma Berenices), ve vzdálenosti mezi 30 a 58 miliony světelných roků od Země. Její na obloze patrný protáhlý tvar s nápadným prachovým pásem, který protíná centrální výduť, ji činí učebnicovým příkladem spirální galaxie s výraznou strukturou. Díky tomu je často považována za „dvojče“ naší Mléčné dráhy, jen pozorované z ideální perspektivy hrany disku, kterého přibližný průměr se uvádí mezi 100 000 až 175 000 světelných let (Obr. 1).

M104 (NGC 4594) známá jako galaxie Sombrero (The Sombrero Galaxy), je výrazná spirální galaxie nacházející se v souhvězdí Panny (Virgo), přibližně 29 milionů světelných let od Země. Rovina spirálních ramen je k nám nakloněna jen pod velmi malým úhlem, takže ji pozorujeme prakticky „z boku“ a její ikonický vzhled připomíná mexický klobouk díky masivní centrální výduti a tmavému prachovému pásu, který ji ostře protíná. Pro viditelný, jasný disk se uvádí přibližný průměr 50 000 světelných let. Tato symetrická galaxie patří mezi galaxie s aktivním galaktickým jádrem, kde se pravděpodobně nachází supermasivní černá díra s hmotností odhadovanou na více než miliardu Sluncí, což z ní činí jednu z nejhmotnějších známých černých děr v blízkém vesmíru (Obr. 2).

Obr. 1: Snímek spirální galaxie natočené k nám „z hrany“ s označením NGC 4565 pořízený 21.5.2025 01:14 UT s expoziční dobou 30x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 2: Snímek spirální galaxie natočené k nám „z hrany“ s označením M 104 pořízený 30.4.2025 00:42 UT s expoziční dobou 15x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

NGC 3628 známá jako galaxie Hamburger (The Hamburger Galaxy), je spirální galaxie nacházející se v souhvězdí Lva (Leo), přibližně 35 milionů světelných let od Země viditelná z boku, což zdůrazňuje její rozsáhlý tmavý prachový pás táhnoucí se přes celý disk (Obr. 3). Spolu s galaxií M 65 a M 66 tvoří známou Leo Triplet, jednu z nejfotogeničtějších galaktických skupin na obloze. Gravitační interakce s jejími sousedkami způsobují deformace v jejím disku s přibližným průměrem 150 000 světelných let, včetně výrazného prachového ocasu dlouhého téměř 300 000 světelných let. M65 (NGC 3623) pozorujme téměř zboku, její rovina však přece jen nesměřuje přesně k nám, takže na snímku můžeme obdivovat její spirální strukturu. Sousední galaxie M66 (NGC 3627) je klasifikována jako spirální galaxie s příčkou. Probíhá zde intenzivní tvorba hvězd a bylo v ní zaznamenáno již několik výbuchů supernov. (Obr. 4). Blízkost tří takto jasných galaxií na obloze není náhodná, dělí jich od sebe v prostoru několik stovek tisíc světelných roků. I obří hvězdné ostrovy mají tendenci se ve vesmíru sdružovat.

Obr. 3: Snímek spirální galaxie natočené k nám „z hrany“ s označením NGC 3628 pořízený 29.4.2025 23:38 UT s expoziční dobou 30x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 4: Snímek spirálních galaxií natočených k nám „z čela“ s označením M 65 (nahoře) a M 66 (dole) pořízený 29.4.2025 22:29 UT s expoziční dobou 30x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

M101 (NGC 5457) známa jako galaxie Větrník (Pinwheel Galaxy) je velká spirální galaxie v souhvězdí Velké medvědice (Ursa Major), vzdálená přibližně 21 milionů světelných let od Země. Se svým průměrem přes 170 000 světelných let je téměř dvojnásobně větší než Mléčná dráha. Vyznačuje se nádhernými, bohatě rozvinutými spirálními rameny, která obsahují obrovské oblasti tvorby hvězd a jasné emisní mlhoviny (Obr. 5).

M64 (NGC 4826) známa jako galaxie Černé oko nebo také Spící kráska je spirální galaxie v souhvězdí Vlasů Bereniky (Coma Berenices), vzdálená kolem 17 milionů světelných let od Země. Své jméno získala díky výraznému tmavému pruhu prachu před jasným jádrem, který připomíná monokl nebo podlitinu. Tento prachový pás zakrývá světlo hvězd a dodává galaxii její charakteristický vzhled. Zajímavostí je, že vnější oblasti disku této galaxie rotují opačným směrem než oblasti blíže středu, což je pravděpodobně důsledek dávné srážky s menší galaxií. Průměr jejího disku se uvádí mezi 56 000 a 70 000 světelných let (Obr. 6).

Obr. 5: Snímek spirální galaxie natočené k nám „z čela“ s označením M 101 pořízený 29.4.2025 23:04 UT s expoziční dobou 30x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 6: Snímek spirální galaxie natočené k nám „z čela“ s označením M 64 pořízený 28.4.2025 22:45 UT s expoziční dobou 30x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

M86 (NGC 4406), a M84 (NGC 4374) jsou dvě jasné eliptické galaxie ležící v jádru Kupě galaxií v souhvězdí Panny (Virgo), vzdálené asi 50–60 milionů světelných let od Země. Na obloze je najdeme velmi blízko sebe, takže tvoří výraznou dvojici. M 84 je charakteristická přítomností aktivního galaktického jádra, ze kterého byly zaznamenány výtrysky materiálu. M 86 je zajímavá svým výrazným modrým posuvem, který ukazuje, že se k nám pohybuje vysokou rychlostí. Tento neobvyklý jev u vzdálené galaxie je důsledkem jejího pohybu v gravitačně složitém prostředí kupy (Obr. 7).

M82 (NGC 3034) známá pod jménem Doutníková galaxie (Cigar Galaxy), je nepravidelná galaxie nacházející se v souhvězdí Velké medvědice (Ursa Major), vzdálená asi 12 milionů světelných let od Země. Tato galaxie je prototypem tzv. hvězdotvorné galaxie (starburst galaxy), protože v jejím centru probíhá intenzivní vznik nových hvězd. Tento proces pohání mohutné výtrysky plynu a prachu, které lze pozorovat v rentgenovém i infračerveném záření. Průměr disku galaxie je přibližně 41 000 světelných let (Obr. 8).

Obr. 7: Snímek s více galaxiemi, eliptické galaxie natočené k nám „z čela“ s označením M 86 a M 84 pořízený 25.3.2025 22:35 UT s expoziční dobou 20x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 8: Snímek nepravidelné galaxie natočené k nám „z hrany“ s označením M 82 (NGC 3034) pořízený 28.4.2025 23:19 UT s expoziční dobou 15x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

Naše Galaxie, známá jako Mléčná dráha, náš domov v kosmu, je spirální soustava hvězd, plynu, prachu a temné hmoty s průměrem přibližně 100 000 světelných let. Slunce se nachází asi 27 000 světelných let od jejího středu, v oblasti označované jako Orionovo rameno. Mléčná dráha patří do tzv. Místní skupiny galaxií – relativně malého seskupení asi padesáti členů, mezi nimiž dominují právě ona, galaxie v Andromedě (M31) a galaxie v Trojúhelníku (M33). Nejbližšími sousedkami jsou pak Magellanovy oblaky, které jsou viditelné pouhým okem anebo i menšími dalekohledy na jižní obloze.

Na rozdíl od vzdálených galaxií však nemáme k dispozici přímou fotografii Mléčné dráhy – nacházíme se uvnitř jejího disku, a proto ji lze studovat pouze nepřímo. Všechny známé ilustrace či vizualizace představují modely vytvořené na základě pozorování rozložení hvězd, plynu a prachu. Klasifikace Mléčné dráhy jako spirální galaxie je podpořena řadou důkazů: mladé hvězdy a otevřené hvězdokupy se soustřeďují do ramenních struktur, zatímco starší populace vytváří centrální vyboulení a halo. Spektroskopická měření pohybu hvězd a plynu ukazují jejich rotaci kolem galaktického jádra, což odpovídá chování spirálního disku. Radiová pozorování neutrálního vodíku navíc odhalují jasné vzory spirálních ramen. Porovnání s jinými spirálními galaxiemi potvrzuje, že Mléčná dráha sdílí stejné základní stavební prvky – centrální vyboulení, ramena a rozsáhlý disk.

V širším měřítku je však Mléčná dráha jen jedním z nespočtu „hvězdných ostrovů“ ve vesmíru. Galaxie se gravitačně seskupují do kup a nadkup, které propojují filamenty temné hmoty, zatímco mezi nimi se rozprostírají obrovské oblasti prázdného prostoru známé jako kosmické voidy. Přestože i nejbližší hvězdy leží od Země nepředstavitelně daleko, naše Slunce se nachází v poměrně hustě osídlené části Galaxie – na jakémsi kosmickém předměstí. V tomto sousedství jsou našimi „nejbližšími městy“ právě členky Místní skupiny, jako je Velká galaxie v Andromedě nebo Magellanovy oblaky, které připomínají, že žijeme v dynamickém a bohatě strukturovaném vesmíru.

Galaxie představují fascinující a rozmanité objekty hlubokého vesmíru, jejichž studium odhaluje nejen strukturu samotných hvězdných ostrovů, ale i širší kosmickou síť, do které patří. I z městského prostředí, s využitím moderních dalekohledů, je možné spatřit detaily a krásu těchto vzdálených systémů, což potvrzuje význam kombinace kvalitní optiky, znalostí astronomických podmínek a trpělivého pozorování. V dalším pokračování článku se budeme věnovat podrobněji dalším typům Deep Sky objektů a dalším zajímavým tématům, která souvisejí s pozorováním noční oblohy jak vizuálně, tak s pomocí dalekohledů a dalších přístrojů. Pokračování našeho lovu Deep Sky objektů přinese brzy další krásné snímky a zajímavosti.