Pozorování Slunce

Pozorováním Slunce a zpracováním výsledků těchto pozorování se věnujeme již od počátk existence hvězdárny. Od 60. let šlo zejména o vizuální sledování Slunce – zpočátku v oboru viditelného světla (zakreslování fotosféry, zakreslování a fotografie slunečních skvrn). Historická pozorování a zákresy jsou uloženy v databázi.

Od let 1964 a 1965 se také pozorování rádiová (na frekvencích 29,5 MHz a 32,7 MHz) a registrace sluneční aktivity nepřímou registrací RTG záření. V roce 1966 byl pořízen úzkopásmový H-alfa filtr pro fotografování chromosferických erupcí.

V současné době probíhají systematicky pravidelná pozorování a záznam sluneční aktivity. K tomu účelu slouží tzv. patrolní dalekohled. Až do března 2018 se používal horizontální patrolní dalekohled, který je ovšem stále v provozuschopném stavu a využívá se ke specifickým měřením. Skládá se ze soustavy dvou rovinných zrcadel, jenž soustřeďují světlo do napevno vodorovně uloženého dalekohledu. Tento dalekohled pak předává obraz na optickou lavici, umístěnou v temné komoře. Tato lavice umožňuje velice rychle měnit pozorovací uspořádání a tak zpřístupňuje celou řadu experimentů. V základním režimu je lavice připravena na pozorování ve třech vybraných spektrálních oborech, a to v bílém světle (neutrálními filtry zeslabené sluneční světlo), dále v červeně zabarvené čáře H-alfa (656,3 nm) a v téměř ultrafialové čáře CaII-K (393,4 nm), které jsou dostupné díky dvěma nezávislým interferenčním řetězcovým filtrům Šolcova typu. Snímání je řešeno průmyslovou CCD kamerou a následnou digitalizací do PC, kde probíhá požadované zpracování obrazu. Druhý předpřipravený režim je spektroskopický, kdy lze pozorovat Slunce v jakékoli vlnové délce optického oboru. Vše ostatní, např. zakázková proměřování optických soustav, testování optických elementů a podobně, je k dispozici velice rychlou přestavbou prvků na optické lavici.

Od března roku 2018 je k patrolním pozorováním využívána soustava dalekohledů na paralaktické montáži. Tento teleskop umožňuje sledovat Slunce jednak v bílém světle, jednak ve spektrálních čarách H-alfa a Ca-II K. Všechny pozorovací dalekohledy (fotosféra, chromosféra, magnetická situace a protuberance využívají dalekohledy shodné ohniskové vzdálenosti 500 mm a shodné snímací kamery. Pozorovací sestavu doplňuje pointační dalekohled.

Tento pozorovací komplex je možno ovládat na dálku skrze prostředí internetu a umožňuje dlouhodobá souběžná pozorování ve čtyřech pozorovacích oknech. Všechna pozorování jsou archivována a denní náhledy jsou publikovány na webu hvězdárny (http://www.obsupice.cz/slunce/halfa.htm) a na webu Sluneční patroly Hvězdárny v Ondřejově (http://www.asu.cas.cz/~sunwatch/cs/).

Druhá linie přístrojů je tvořena radiovými metodami, kam patří příjem radiového kosmického šumu na frekvenci 32,8 MHz, druhá frekvence 29,5 MHz je v rekonstrukci, stejně jako radioteleskop 565 MHz. Poslední radiovou metodou je nepřímá metoda registrace rentgenového toku ze Slunce, konkrétně metodou SEA, tedy “radiovou “odezvou ionosferické vrstvy D. Všechna pozorování jsou publikována na internetu (http://www.obsupice.cz/slunce/radio.htm), dále v prestižním katalogu Solar- Geophysical Data (vyd. NOAA + NESDIS + NGDC Boulder, USA), jakož i ve zpravodaji Hvězdárny v Úpici.

Nově jsou v provozu nové metody radiového pozorování Slunce a to metodou tzv. SID monitoru. tato metoda nevyužívá jako referenční“ signál, pomocí jehož změn intenzity se měří radiová odezva ionosféry, signál přírodní, ale umělý. Využívá se soustava vojenských dlouhovlnných vysílačů určených pro komunikaci s ponorkami.  Již několik let běží registrace na frekvencích 22,1 kHz (Skelton, Anglie, GQD) a 45,9 kHz (Niscemi, Itálie, NSY) a stanice která registruje na frekvenci 37,5 kHz (Grindavik, Island, NRK). Nově měří stanice na frekvenci 24 kHz (Cutler, USA, NAA). Data z již zprovozněných stanic jsou odesílána do   sluneční sekce AAVSO (American Association of  Variable Star Observers), kde jsou zpracovávána a porovnávána s daty z dalších stanic ve světě.

Zvláštní kapitolou v pozorování Slunce jsou pozorování úplných zatmění Slunce. Pouze podmínky nastávající v okamžiku, kdy měsíční kotouč zakryje Slunce totiž umožňují některá speciální měření Sluneční korony. Pozorování prováděná na kosmických družicích umožňují sledovat Slunce prakticky nepřetržitě ve velkém spektrálním rozsahu. Bohužel však většinou rozlišení dalekohledů nedosahuje potřebných parametrů, případně je velké rozlišení omezeno pouze na úzký spektrální obor. Pozorování úplného zatmění Slunce umožňuje pozorovat sluneční korónu sice jen pouze po velmi krátkou dobu – maximálně okolo 7 minut při pozorování z jednoho místa. Tuto dobu je možno často výrazně prodloužit při použití více-staničního pozorování. Bohužel se zatmění opakují v dlouhých intervalech. Další nevýhodou tohoto typu pozorování je velká závislost na počasí. Výhodou pozorování úplného zatmění Slunce je možnost použití i velkých přístrojů na pozorování, čímž je možno dosáhnout velké rozlišovací schopnosti. Použití více pozorovacích technik v současném okamžiku umožňuje velmi komplexní pohled na korónu. Nezanedbatelnou výhodou je i velká flexibilita připravovaných experimentů, možnost velmi pružné korekce pozorovacích programů podle aktuálních podmínek a nakonec i relativně nízké náklady ve srovnání s provozem kosmického pozorování. V současné době je možno pozorovat trend návratu k pozemským pozorováním slunečních zatmění, která významně doplňují pozorovací programy dalekohledů v kosmickém prostoru. Vědecké týmy těchto dalekohledů pro dobu zatmění vytvářejí pozorovací kampaně a provádějí podpůrné pozorovací programy synchronizované s pozemskými. Pracovníci Hvězdárny podnikají, potýkajíc se zejména s problémy ekonomického rázu, výpravy za Slunečními zatměními po celém Zemi.

Účelem pozorování je zkoumání vlastností a chování horké plazmy za různých podmínek (přirozené prostředí, v pozemských laboratorních podmínkách je totéž pozorování nákladné a komplikované).

Výsledky některých pozorování úpické hvězdárny naleznete na portále prof. Druckmullera, který data graficky zpracovává (http://www.zam.fme.vutbr.cz/~druck/Eclipse/index.htm).

Pozorování meteorů

Pozorování meteorů probíhá jednak opticky, snímáním oblohy celooblohovými kamerami ve vícestaničním režimu (stanice Úpice a Jaroměř).

Další metodou pozorování meteorů je rádiové sledování meteorů v rámci bolidové sítě Bolidozor. I tato měření jsou prováděna dvoustaničně v Úpici a v Jaroměři. Výsledky jejich měření lze nalézt na serveru mezinárodního projektu RMOB (www.rmob.org), případně na serveru sítě Bolidozor (http://space.astro.cz/bolidozor/support/js9browser/#/bolidozor/).

Pozorování proměnných hvězd

Pozorování proměnných hvězd na Hvězdárně v Úpici se provádějí dálkově ovládaným dalekohledem fotometrickými filtry B.V.I.R. Tato pozorování probíhají jednak v rámci projektů na úpické hvězdárně, jednak v rámci spolupráce s Karlovou univerzitou v Praze.

Seismická pozorování

Dávno minula doba, kdy člověk pokládal zemětřesení za katastrofu sesílanou na Zemi jako trest rozhněvaných bohů. Přesné zaznamenávání a měření otřesů země i daleko od místa katastrofy se stalo základem vědeckého bádání – seismiky. To dnes nejen vysvětluje různé příčiny zemětřesení, ale nad to nám skýtá celou řadu poznatků o stavbě a složení naší planety. Jako každá věda, také seismika přešla postupně od popisu izolovaných jevů ke stanovení. zákonitostí, aby tím v dalším vývoji sloužila lidstvu k rozvíjení a ochraně jeho života na zemi.

Město Úpice se nachází v oblasti hronovsko-poříčského zlomu, který zasahuje oblast Jestřebích hor. Tento zlom vykazuje seismickou aktivitu, navíc podporovanou důlní činností člověka v této oblasti. Z těchto příčin byla v polovině osmdesátých let zřízena na Hvězdárně v Úpici ve spolupráci s Geofyzikálním ústavem Akademie věd v Praze seismická stanice.

Seismika se během století vyvinula v rozsáhlý a úspěšný vědní obor, který se neomezuje na studium přirozených zemětřesení, ale pomáhá při hledání užitkových nerostů, radí jak stavět v územích zemětřesení, účastní se bojů proti otřesům a přispívá k řešení mnoha vědeckých i technických problémů.

Lokální seismická stanice Úpice byla tedy zřízena ve spolupráci s Geofyzikálním ústavem na Hvězdárně v Úpici v r. 1986 Měřící studna; čidla jsou umístěna právě zde a byla vybavena třemi krátkoperiodickými jednosložkovými seismometry S5S, vhodnými pro sledování blízkých seismických jevů a analogovou registrací Současný registrační přístroj – SeisComP s inkoustovým zápisem. Zaznamenala kromě lokálních tektonických jevů i řadu regionálních a vzdálených zemětřesení. Hvězdárna v Úpici vydávala v letech 1987-1996 bulletiny registrovaných seismických jevů jako součást astronomické ročenky.

V roce 2003 byla na stanici Úpice nainstalována moderní registrační aparatura SeisComP+EarthData (zařízení Geofyzikálního ústavu AV ČR, Praha). Seismogramy jsou vzorkovány frekvencí 20 Hz, s výstupním formátem dat miniSEED. Data jsou nepřetržitě přenášena přes Internet do Geofyzikálního ústavu v Praze ke zpracování spolu s ostatními záznamy České regionální seismické sítě. Od května 2001 dosud jsou k dispozici spojitá data a seismická stanice patří mezi významná měřící místa v Evropě.

Tato již digitální aparatura je 30.6.2010 zásadním způsobem modernizována výměnou krátkopeiodických sesmometrů S5S jedním třísložkovým širokopásmovým seismometrem STS-2.

Poslední (zatím) fáze modernizace nastala 16.4.2011, kdy byl nahrazen registrační systém EarthData + SeisComP špičkovým registračně sběrným uzlem Quanterra Q330S.

Ten umožňje kromě stávajícího STS-2 připjit další tři snímače, které případně v budoucnu doplní schopnosti stanice Úpice. Ale to je opravdu otázka do budoucna, zda ano a jaké snímače.

Tento systém nám kromě klasických pozorování otřesů zemského povrchu vlivem tektonické, vulkanické a lidské činnosti ( tedy lokálních i vzdálených zemětřesení, důlních odstřelů a podobně) na Zemi umožňuje detekovat i tzv. mikroseismy, což jsou miniaturní otřesy, způsobené pohybem velkých atmosférických útvarů nad zemským povrchem (tlakové výše a tlakové níže). Výsledky tohoto typu pak slouží ke studiu dosud ne zcela známých mechanismů přenosu energie mezi atmosférou a zemskou kůrou a šíření v nich.

Online data z Úpické seismické stanice můžete vidět zde.