Pozorovací programy
Hlavní činnost SPHE ČAS spočívá v organizování společného výzkumu proměnných hvězd a exoplanet. Vzniká tak unikátní spojení profesionálních a amatérských astronomů (pro-am spolupráce), které má v České a Slovenské republice dlouholetou tradici.
Historicky jsme tuto činnost dělili do koordinovaných pozorovacích programů – proto i název této stránky zůstal. Dnes už ji ale vnímáme spíše jako pozorovací směry – okruhy, kterými se sekce zabývá, každý se svými specifiky a vděčnými cíli. Všechny tyto směry propojuje databáze VarAstro, která pro ně vede mimo jiné samostatné katalogy (zákrytové proměnné hvězdy, fyzické proměnné hvězdy, unikátní katalog nových porměnných hvězd objevených českými pozorovateli tzv. CzeV a katalog exoplanet) a nabízí nástroje pro předpovědi minim a tranzitů. Ať už si vyberete kterýkoli z nich, právě sem svá měření uložíte a zapojíte je do společné vědecké práce. Nevíte, kde začít? Podívejte se na Jak začít.
Pozorovací směry sekce:
- Zákrytové proměnné hvězdy
- Vícenásobné systémy (čtyřhvězdy)
- Fyzické proměnné hvězdy (eruptivní a pulzující)
- Exoplanety (tranzity)
Zákrytové proměnné hvězdy
Zákrytové dvojhvězdy jsou nejstarším pozorovacím směrem naší sekce. Po desetiletí ho zastřešoval projekt B.R.N.O. (Brno Regional Network of Observers), jehož název odkazuje na dobu, kdy byla sekce těsně spjata s brněnskou hvězdárnou (více v Historii sekce). Projekt vznikl už v roce 1960, stal se jedním z vůbec nejpopulárnějších způsobů pozorování u nás a vychovala se na něm celá generace pozorovatelů a právem na něj jsme hrdí. Dnes už ale B.R.N.O. jako koordinovaný projekt nefunguje; zůstal z něj živý a stále cenný pozorovací směr, kterému se věnujeme dál.
Sledování zákrytových dvojhvězd je relativně jednoduché, přináší rychlé výsledky a je ideální pro začátečníky, protože právě na něm se dá naučit vše o pořizování přesných fotometrických dat. Systematické určování časových okamžiků minim jasnosti je navíc důležitou oblastí stelární astronomie, které má stále smysl se věnovat.
Ze světelné křivky zákrytové proměnné hvězdy lze vyčíst řadu zajímavých fyzikálních dějů (skvrny na hvězdě, mizení zákrytů, přetoky hmoty mezi dvojhvězdami). Hlavním výsledkem pozorování je však určení přesného okamžiku středu zákrytu. Předpovědi zákrytů vycházejí z předpokladu, že změna jasnosti (daná oběhem složek kolem společného těžiště) je periodická, a proto do budoucna matematicky předpověditelná. Určováním okamžiků minim v delší časové škále (roky až desítky let) lze u hvězdy v ETV diagramu (Eclipsing Timing Variation, dříve O–C diagram) sledovat odchylky od předpovědi, které se projevují změnou periody. Ta mívá řadu zajímavých fyzikálních příčin (více v ETV diagramech).
Vizuální pozorování zákrytových proměnných hvězd se dnes už prakticky neprovádí a nemá téměř žádnou vědeckou hodnotu. Hlavním způsobem je pořizování snímků CCD/CMOS kamerami, případně digitálními zrcadlovkami, a následné fotometrické zpracování dat. Několik pozorovatelů měří minima zákrytovek i fotoelektrickým fotometrem.
Jak se zapojit
Tento směr nemá pevnou koordinaci – stačí sledovat předpovědi v katalogu minim „zákrytovek“ v databázi VarAstro zde a vybírat hvězdy vhodné jasnosti a pozorovatelnosti pro vaši sestavu. Pokud daná dvojhvězda nemá mnoho pozorování (nebo dostatek z poslední doby), je dobré měřit ji alespoň hodinu před předpovězeným minimem. Výsledné redukované soubory (světelná křivka a mapka) se nahrají do databáze, kde se pomocí zabudovaného nástroje určí parametry zákrytu.
Garant směru: Kateřina Hoňková, katerina.honkova@astronomie.cz
Vícenásobné systémy (čtyřhvězdy)
Vícenásobné zákrytové systémy – soustavy, kde se zakrývají více než dvě složky – jsou směrem, ve kterém česká proměnářská komunita zanechala výraznou mezinárodní stopu. Představují unikátní laboratoř pro studium dynamiky a fyzikálních vlastností hvězd: umožňují s mimořádnou přesností stanovit jejich základní parametry a sledovat gravitační interakce v prostředí více těles.
Historie a české objevy
Sekce dlouhodobě podporuje spolupráci profesionálních i amatérských astronomů při objevování a analýze proměnných hvězd a právě v oblasti vícenásobných systémů se zapsala i do mezinárodního kontextu. První objekt tohoto typu objevil v roce 2013 Pavel Cagaš; jeho světelná křivka vykazovala současně více druhů zákrytových jevů, a stal se tak jedním z prvních známých představitelů této vzácné třídy. Druhý z českých objevů, CzeV1731, byl následně detailně popsán a publikován jako teprve třetí vícenásobně zákrytový systém na světě s takto jasně prokázanou strukturou.
Na tyto úspěchy navázaly další analýzy a objevy členů SPHE, které přinesly české astronomii mezinárodní uznání a ukázaly, že i menší observatoře a nadšení jednotlivci mohou významně přispět k výzkumu na světové úrovni.
Na tento historický základ dnes navazuje program QUADRUPLES, který výzkum vícenásobných zákrytových soustav u nás systematicky koordinuje.
Vědecký význam a metodika
- Určení parametrů hvězd: kombinací fotometrie a spektroskopie lze přesně určit hmotnosti, poloměry a teploty jednotlivých složek.
- Dynamická interakce: sledování změn epoch zákrytů (O–C diagramy) umožňuje odhalit přítomnost dalších složek či sekulární změny sklonu oběžných drah.
- Kalibrace modelů: vícenásobné systémy jsou klíčovými objekty pro zpřesnění modelů hvězdné struktury a evoluce.
- Exoplanetární kontext: znalost dynamiky těchto systémů napomáhá pochopení vzniku a stability planet v prostředí více hvězd.
Používané metody zahrnují analýzu družicových dat (TESS, Kepler), cílenou pozemní fotometrii, spektroskopii radiálních rychlostí a numerické modelování, často prováděné v úzké spolupráci mezi profesionálními a amatérskými astronomy.
Kam směřujeme
- vytvoření databáze vícenásobně zákrytových systémů, jejich analýza a nalezení systémů, u kterých dochází ke zjevným změnám,
- rozšíření vzorku o méně prozkoumané typy systémů,
- zapojení širší komunity pozorovatelů do dlouhodobých monitorovacích kampaní,
- propojení fotometrických a spektroskopických dat s astrometrií mise Gaia.
Garant směru: Zbyněk Henzl, zbynek.henzl72@gmail.com
Fyzické proměnné hvězdy
Fyzické (vnitřní) proměnné hvězdy mění jasnost změnami přímo ve svém nitru či atmosféře. Ve své činnosti se zaměřujeme na dva jejich okruhy – eruptivní a pulzující proměnné hvězdy.
▶︎ Eruptivní proměnné hvězdy
Pozorování erupcí u trpasličích zákrytových dvojhvězd a chromosféricky aktivních hvězd s exoplanetami. Cílem tohoto směru je u eruptivních zákrytových dvojhvězd kromě určování okamžiků minim a případného objevu třetí hvězdy v systému (LITE efekt) také sledování možné erupční aktivity.
U slunečních erupcí se podařilo najít spojitost mezi aktivitou Slunce a podobou jeho magnetického pole. Z tohoto důvodu vyvstala myšlenka systematického sledování erupcí i u jiných hvězd. Na rozdíl od Slunce nejsme v současné době schopni odhadnout základní charakteristiky eruptivních dějů, jejich četnost a intenzitu a případné období zvýšené pravděpodobnosti těchto jevů. Periodičnost není známá z důvodu malého počtu pozorovacích řad. Příčina erupcí také není zcela jasná. Zřejmě se zde jedná o energetické procesy v magnetickém poli, ale z důvodu velké vzdálenosti zkoumaných hvězd není absolutní jistota.
Základním předpokladem je výběr hvězd podobných Slunci nebo mírně chladnějších červených trpaslíků, které by měly být více aktivní. Výhodné je sledovat trpasličí hvězdy vykazující emisi u některých spektrálních čar, což svědčí o jejich vyšší aktivitě. Jedná se o hvězdy spektrálních tříd dKe – dMe.
V současné době rozšiřujeme tento směr o fotometrii erupcí ve více filtrech. Výsledkem spolupráce s univerzitou Wrocław bude analýza světelných křivek erupcí a z nich určený průběh teplot erupcí.
V rámci přípravy projektu ARIEL bude kromě pozorování zájmových tranzitů exoplanet možnost monitorování chromosféricky aktivních hvězd a možná interakce s exoplanetami. V současné době probíhá výběr zajímavých objektů a navázání spolupráce s Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON).
Garant směru: Ladislav Šmelcer, lsmelcer@seznam.cz
Animace pulzující proměnné hvězdy — hvězda se rozpíná a smršťuje a přitom mění jasnost. Credit: NASA, ESA, M. Kornmesser (ESA/Hubble).
▶︎ Pulzující proměnné hvězdy
Pulzující proměnné hvězdy mění jasnost pravidelným rozpínáním a smršťováním svých vnějších vrstev. Pro pozorovatele naší sekce ale většinou nepředstavují hlavní pozorovací směr. U řady z nich (například hvězd typu Delta Scuti) jsou změny jasnosti rychlé a malé a vděčnější uplatnění nacházejí pozorovatelé u jiných typů proměnných.
Výjimkou, která za pozorování stojí, jsou hvězdy typu RR Lyrae. Patří k důležitým „standardním svíčkám“ pro určování vzdáleností a jsou stopami nejstarších hvězdných populací v Galaxii a v kulových hvězdokupách. U části z nich se navíc projevuje dosud ne zcela objasněný Blažkův jev, pomalá modulace amplitudy a tvaru světelné křivky, jejíž sledování vyžaduje právě dlouhé a pravidelné řady měření, které dokážou poskytnout i amatérští pozorovatelé.
Garant směru: Zbyněk Henzl, zbynek.henzl72@gmail.com
Exoplanety (tranzity)
Směr zaměřený na sledování exoplanet. Přesněji na sledování tranzitů exoplanet přes mateřskou hvězdu.
Několik desítek známých extrasolárních planet má v prostoru orientovanou orbitální trajektorii rovnoběžně se směrem k pozemskému pozorovateli. U těchto soustav pozorujeme v každém cyklu (extrasolárním planetárním roce) přechod temného kotoučku planety přes disk mateřské hvězdy. Dochází k takzvaným tranzitům.
Naměřené tranzity se ukládají do databáze ETD (Exoplanet Transit Database), kterou naše sekce provozuje už od roku 2008 v rámci VarAstru [odkaz: var.astro.cz/etd]. Jde o největší a celosvětově unikátní databázi pozorování tranzitů přispívají do ní pozorovatelé z celého světa a obsahuje desítky tisíc světelných křivek.
Vaše měření navíc nezůstane jen v databázi. Data z ETD mohou posloužit dalšímu vědeckému výzkumu a publikacím. Díky spolupráci ETD s mezinárodním projektem ExoClock se mohou zapojit i do přípravy mise ESA Ariel, i když do ExoClocku pozorovatel nepřispívá přímo. Jedním měřením se tak vaše pozorování může dostat hned na dvě místa.
Podrobněji se historii objevů exoplanet, pozorovacím metodám i dalšímu zapojení sekce do mezinárodních projektů věnuje samostatná stránka Exoplanety.
Garant směru: Filip Walter, etd.varastro@gmail.com
Krátkodobé projekty a kampaně
Pozorovatelé se také zapojují do dalších krátkodobých projektů či výzev našich i zahraničních profesionálních astronomů, které jsou vypsány na konkrétní časové období (například vzplanutí nov, symbiotické hvězdy, unikátní zákryty, studentské práce).
O probíhajících kampaních se dozvíte v novinkách na tomto webu. Členové mají přístup na komunikační platformu Discord, kde se živě diskutuje o všech aktuálních tématech i námětech k pozorování.
Pokud se chcete dozvědět o všech možnostech spolupráce, doporučujeme návštěvu našich listopadových konferencí a pozorovacích praktik, kde se možnosti zapojení do konkrétních projektů diskutují nejvíce.
Aktuálně vyhlášené kampaně najdete také přímo v databázi VarAstro v sekci Co pozorovat → Projekty a kampaně → [výběr projektu]. Přehled aktuálních projektů je zde.
