Druhý dech hvězdné astronomie aneb kdo ji rozdýchal?

/ 14.09.2025 /

Co byste dělali, kdybyste padali z výšky a mysleli si, že je to vaše poslední chvilka? Nevím jak vy, ale Zdeněk Mikulášek, jako správný budoucí fyzik, počítal sekundy. Potom dopadl, zlomil si ruku a vyrazil dech. Vzhledem k šoku bolest necítil a tak Zdeněk Mikulášek začal počítat znovu… Naštěstí se mu dech po chvíli sám od sebe znovu vrátil a druhý dech ho tak zachránil. Je to snad přirozeností bytí, že se takovéto věci většinou dějí samy od sebe a něco podobného se stalo i s oborem hvězdné astronomie, dnešní profesí Zdeňka Mikuláška.

Astronomie je zřejmě první přírodní užitá věda vůbec. Řešila totiž otázky kalendáře a byla mocnou pomocnicí rozmařilé sestře astrologii, protože dokázala předpovědět rozložení „planet“ na hvězdné obloze pro libovolný okamžik. Hvězdná obloha byla pak v antice považována za jakousi kulisu na jejímž pozadí se pohybovaly planety. Hvězdy nebyly astrologicky zajímavé, sledováním změn na hvězdném nebi se astronomové nezabývali, s jedinou výjimkou. A tou byl Hipparchos, otec hvězdné astronomie, který sestavil první hvězdný katalog a ocejchoval hvězdné velikosti. Jasné hvězdy měly první magnitudu, nejslabší viditelné očima dostali pětku, úplně jako známkování dětí ve škole. Lidé antického světa však vesměs netušili, že hvězdy jsou vzdálená slunce.

Mezníkem v rozvoji hvězdné astronomie byla práce anglického astronoma Williama Herschela. Tato osobnost, s rodovými kořeny v Heršpicích u Slavkova, byla také vynikajícím hudebníkem a v astaronomii proslula jako objevitel planety Uran. Ale nejen to. William Herschel se zabýval především hvězdami a podařilo se mu prokázat, že dvojhvězdy nejsou jen náhodně blízko sebe, ale že spolu souvisí. Že jsou gravitačně vázané a že i ve světě hvězd se uplatňují stejné gravitační zákony jako ve Sluneční soustavě. Kromě Algola, jehož změny jasnosti byly pozorované už odjakživa, byly objeveny proměnné hvězdy, Mira Ceti – první známá periodická proměnná hvězda. Zlepšuje se pozorovací technika a prosazuje se spektroskopie, která prokázala všeobecnou platnost fyzikálních zákonů. Vzniká astrofyzika.

Hvězdy jsou zářivé koule žhavého plazmatu, držené pohromadě vlastní gravitací. To platí i pro i Slunce – hvězdu, na níž jsme životně závislí.

Pokrok ve fyzice na počátku 20. století vyzbrojil vědce dostatečným pojmovým a teoretickým arsenálem, aby bylo možné vytvořit modely hvězdného nitra. Ukázalo se, že motorem hvězdného vývoje osamělých hvězd jsou změny chemického složení v důsledku termonukleární reakcí v jádře a tempo vývoje určuje hmotnost hvězd. Vývojový paradox Algola však vedl k nutnosti připustit výměnu hmoty mezi složkami u těsných dvojhvězd (až 80% hmoty!). Průkopnickou práci v této oblasti provedl Zdeněk Kopal, jeden z nejslavnějších českých astronomů. Vyřešil se i problém, co se stane s hvězdou po vyčerpání zásob paliva a formulovaly se závěrečná stadia vývoje: bílí trpaslíci, neutronové hvězdy a černé díry. Popsán byl i přenos záření v hvězdných atmosférách, které nejsou v oblasti termonukleárních reakcí, což je poměrně velmi složitá problematika uvažující chemické složení, difuzi a gravitační usazování prvků, magnetické pole, seismiku, pulzace, hvězdný vítr a hvězdnou aktivitu…

Zájem astronomů se přesunul k proměnným hvězdám a jejich pozorování se stalo klíčem k pochopení toho jak hvězdy fungují. Většina proměnných hvězd se mění periodicky, přičemž příčiny proměnnosti jsou rotace, oběh ve dvojhvězdách a pulzace. Proměnné hvězdy se nejprve pozorovaly vizuálně, postupně se však prosadily přesnější a objektivnější metody měření jako je fotoelektrická fotometrie a později CCD fotometrie. Přesto je však obtížné získat realistickou světelnou křivku. Vadilo především časové omezení viditelností objektu, počasí, neklidné ovzduší… Tyto problémy řešil například kosmický dalekohled, jenže ten je samozřejmě dražší než pozemský. Kosmickou misi je třeba naplánovat, sehnat peníze.

Na konci 20. stol. pak zájem o hvězdnou astronomii postupně upadá. V redakcích vědeckých časopisů dokonce začínají odmítat články o proměnných hvězdách i profesionálům. Důvodem bylo podle Zdeňka Mikuláška stálé omílání téhož schématu, nevynalézavé zpracování, bez zobecnění, prostě nuda, nuda, šeď, šeď. Prosazovaly se především slibné, progresívnější směry výzkumu - kosmologie, kosmické počasí, černé díry, hledání blízkozemních planetek a hlavně exoplanety. Naštěstí ale hvězdná astronomie po určité době, podobně jako kdysi Zdeněk Mikulášek, nabrala druhý dech, astronomové šli do sebe a naučili se využívat „datový odpad“ konkurenčních kosmických misí ve prospěch hvězdného výzkumu. Začalo to u astrometrické sondy Hipparcos, kterou prosadila kosmologická lobby. V letech 1989 - 93 proměřila vlastní pohyby a paralaxy 158 000 hvězd a měřila i jejich jasnosti s přesností asi 1 mmag. Katalogy pak byly zpřístupněny všem. Měření z Hipparca rozhodujícím způsobem zhodnotila individuální data a data z pozemních přehlídek. Inspirovala nové práce o stabilitě period na základě propojení archívních dat různého původu, včetně těch kosmických. Dalším zajímavým satelitem byl CoRoT, francouzský projekt ESA z let 2006 -13, schopný detektovat i planety podobné Zemi. Jakkoli mnoho exoplanet neobjevil, úžasně pomohl hvězdné astronomii objevem mnoha pulzujících hvězd, zákrytových dvojhvězd a rotujících proměnných hvězd. Rozběhl nový astrofyzikální směr – astroseismologii. CoRoT tak uspěl tak hlavně v tom, co prováděl na „vedlejšák“. Avšak úplně největší přínos novodobé hvězdné astronomii zaznamenala kosmická sonda TESS (Transiting Exoplanet Survey Satelitte). Přesnost měření jasností je skvělá, asi 0,4 mmag a dlouhodobé pozorování některých sektorů oblohy znamená úžasné nové objevy – třeba dipy ve světelné křivce. Na MUNI Brno se rozběhl projekt tzv. „Dračích hvězd“, sledování hvězd v okolí pólů ekliptiky, které jsou pozorováním z TESS výtečně pokryté. V současnosti každá třetí práce z hvězdné astronomie využívá TESS. Všem dostupný odpad po lovcích planet byl již mnohokrát recyklován, hvězdná astronomie zkrásněla a stala se znovu atraktivní. A další speciální kosmické mise jsou již v běhu…

Prof. Zdeněk Mikulášek je nejen vědec, ale také skvělý popularizátor astronomie, jehož není potřeba zvídavému ždánickému publiku představovat. Jeho přednáška byla i tentokrát přednesená s grácií a šarmem, které je Zdeňkovi Mikuláškovi vlastní.

Přednáška měla i osobní rozměr a seznámila nás nejen s oborem hvězdné astrofyziky, kterým se Zdeněk Mikulášek profesně zabývá, ale zmínil někdy až dobrodružné příhody ze svého života, které naštěstí vždy dobře dopadly.

Malá autogramiáda po ukončení přednášky.

Před přednáškou prof. RNDr. Zdeněk Mikulášek, CSc. také družně podebatoval s našim velmi nadaným kroužkařem a budoucím hvězdným astrofyzikem Martinem Kořínkem.