Amatérská prohlídka oblohy - Skutočne tmavá obloha pre amatérske pozorovanie

Podľa tradičných predstáv väčšiny ľudí cesta za najtmavšou a najlepšou oblohou vedie nevyhnutne na miesto pokiaľ možno čo najvzdialenejšie od všetkých umelých zdrojov pouličného osvetlenia. Tento mýtus nie je pravdivý už z praktického hľadiska. Mnohé menej i viac odľahlejšie miesta v rozľahlých krajinách ako Amerika, Austrália, Chile alebo Namíbia, totiž podľa profesionálnych meraní vykazujú podobný celkový jas oblohy, len s malým zanedbateľným rozdielom oproti prirodzenému jasu oblohy, ktorý určuje základnú úroveň každej tmavej lokality. Skutočne tmavá obloha na prvotriednych miestach nie je čiernou, ale naopak svetlou oblohou, ktorá je tým svetlejšia, čím je na nej vidieť viac slabých hviezd. Hranica ich viditeľnosti voľným okom siaha až k hodnote okolo 8,5 magnitúdy.

Okrem rozptýleného svetla hviezd (a extragalaktických objektov, ktoré je zanedbateľné) v atmosfére - najmä v galaktickej rovine, predovšetkým zodiakálne svetlo a airglow prispievajú k prirodzenému jasu nočnej oblohy a vidieť ich naživo počas fantastických podmienok je nezabudnuteľným zážitkom. Zodiakálne svetlo vzniká odrazom slnečných lúčov, ktoré sa rozptylujú na drobných časticiach medziplanetárneho prachu nachádzajúcich sa vo vnútorných oblastiach slnečnej sústavy a sú silne koncentrované k rovine ekliptiky. Týchto teliesok (ktoré by zodpovedali meteorom o jasnosti okolo 15. mag a slabších), je v medziplanetárnom priestore mnohonásobne viac než väčších častíc a súčet ich povrchov tak predstavuje veľkú odrazovú plochu v porovnaní s povrchom malého počtu väčších častích. Oblak týchto častíc však nesiaha až k Slnku, v jeho bezprostrednej blízkosti sa nachádza prázdna zóna v dôsledku obrovských teplôt a silného tlaku slnečného žiarenia. Prachodvý oblak zodiakálneho svetla si teda možno predstaviť ako veľmi sploštený disk, ktorého obsah je smerom od centra čoraz užší, ale v strede prázdny, pričom tento disk nie je úplne homogénny. Jeho správnu interpretáciu ako prvý podal už Giovanni Domenico Cassini.

Skutočne tmavá obloha

Zodiakálne svetlo vyzerá na nočnej oblohe ako svetelný kužeľ, ktorého najjasnejšie časti svojim jasom prekonávajú jas zimnej Mliečnej cesty a ktorý sa zužuje so vzdialenosťou od obzoru (rozprestiera sa pozdĺž ekliptiky do výšky dvadsať až tridsať stupňov, výnimočne i viac), kde má základňu. Zodiakálne svetlo teda uvidíte tým ľahšie, čím menej máte obzor ovplyvnený svetelným znečistením v danom smere. U nás ho hľadajte predovšetkým v období, keď je poloha ekliptiky vzhľadom na obzor strmšia, teda večer na jar na západnej oblohe po skončení súmraku, keď je Slnko pod obzorom aspoň 17 stupňov alebo ráno na východe počas jesennej rovnodennosti. Pod skutočne tmavou oblohou a predovšetkým v nižších zemepisných šírkach, je však skoro po celý rok bežným javom. Pod klasifikáciou vášho pozorovacieho miesta ako Bortle 1 alebo Bortle 2, hľadajte tiež jemné predĺženie zodiakálneho svetla (pás, most) pozdĺž celej ekliptiky, ktoré je najslabšou časťou celého úkazu. V mieste oblohy, ktoré leží oproti polohe Slnka (približne 3 stupne západne od antisolárneho bodu) sa navyše pás rozširuje na trochu jasnejšiu škvrnu - protisvit, vo svetovej literatúre nazývaný Gegenschein. Vyzerá ako svetlá eliptická škvrna veľká asi ako Pegasov štvorec predĺžená v pomere 1:2, s dlhšou osou v smere ekliptiky. Najlepšie je viditeľný v dobe, keď je ekliptika vysoko nad obzorom, teda od októbra do februára. Jeho farba je v skutočnosti o niečo červenšia ako farba slnečného svetla. Maximálna povrchová jasnosť je rovnocenná s jasnosťou asi 200 hviezd desiatej veľkosti rozložených na jednom štvorcovom stupni oblohy. Zotrvávanie prachových častíc v antisolárnom bode však nie je jednoznačne vysvetlené. Kvázistabilná konštelácia čiastočiek medziplanetárnej hmoty môže byť výsledkom ich sústredenia do antisolárneho libračného bodu sústavy Slnko - Zem alebo interakcie častíc medziplanetárnej hmoty s molekulami plynov unikajúcich zo zemskej atmosféry a tvoriacich akýsi chvost Zeme smerom od Sln ka.

Zodiakálne svetlo

Najväčší príspevok k prirodzenému jasu oblohy pridáva airglow (sám môže prispieť až 65% k svetlému pozadiu). S prezývkou permanentná alebo prirodzená žiara, je airglow slabé matné svetlo objavujúce sa vo vrchných častiach atmosféry Zeme. Toto fotochemické osvetlenie je najjasnejšie v zóne širokej asi 16 kilometrov umiestnenej 80 až 100 km nad povrchom Zeme v horných častiach atmosféry a je občas zamieňané s polárnou aktivitou. Dominujú mu tieto emisné čiary: zelená 557,7 nanometrov vďaka kyslíku, žltá 589,0 a 589,6 nm vďaka sodíku a červená čiara 630,0 a 636,0 tiež vďaka kyslíku. Vizuálne je svetlo slabé a aby sa dalo všimnúť, vyžaduje bystrého pozorovateľa a oblohu bez svetelného znečistenia, navyše priezračnú. Vidieť ho spadá do špeciálnej kategórie vizuálneho vnímania. Je to niečo čo oko vníma a myseľ uznáva, ale napriek tomu ostáva stále nenápadné. Väčšine pozorovateľov sa airglow javí ako hmlistý pás vyblednutého zeleného svetla asi tak jasného ako najslabšie časti pyramídy zodiakálneho svetla. Aj keď môže dosiahnuť zenit, najintenzívnejší je vo výške 10 až 15 stupňov nad obzorom a smerom vyššie väčšinou slabne. Jeho intenzita sa spája so zmenami v slnečnej aktivite (tak krátkodobo, ale aj dlhodobo s 11 ročným slnečným cyklom), zemepisnou šírkou pozorovateľa, atmosférickými prúdmi, obdobím a časom v noci. Airglow má tiež svoju štruktúru, niekedy bývajú vidieť náhle a úžasné zmeny a pohyb niekoľkých pásov alebo vĺn po oblohe vznikajúce výkyvami teploty a vetra, poruchami v ionosfére (vďaka polárnej žiare), veľkými búrkovými vežami siahajúcimi až do troposféry a tiež cyklónmi. Hoci sú tieto "atmosférické akustické gravitačné vlny" všeobecnou črtou nočnej mezosféry, pozorovania voľným okom sú vzácne a často sa omylom spájajú iba s jednoduchým vysvetlením jasných nocí. Šíria sa zo svojho zdroja tak vertikálne ako aj horizontálne a aktívne prenášajú energiu a pohyb z troposféry do strednej alebo vrchnej časti atmosféry.

Aiglow

Bežne akceptovaná minimálna hodnota pre jas nočnej oblohy v zenite na mieste bez svetelného znečistenia, v minime slnečnej aktivity, v blízkosti galaktického pólu a pólu ekliptiky, za bezmesačnej a bezoblačnej noci je vo vizuálnej oblasti vyjadrená hodnotou V=22.0 mag na štvorcovú oblúkovú sekundu. Za skutočne tmavé pozorovacie miesto, zvlášť pre vizuálne pozorovanie deep-sky objektov, sa potom považuje také, kde je jas oblohy menej ako o pol magnitúdy jasnejší než prirodzený jas v zenite, teda v rozmedzí 21,5-22,0 MSA. Efekt slnečného cyklu je však tiež veľmi význámný, v maxime slnečnej činnosti sa jas pod skutočne tmavou oblohou môže zvýšiť až o hodnotu 0,5 MSA, v dôsledku čoho sa niektoré miesta s umelým svetelným znečistením počas slnečného minima môžu vyrovnať jasom oblohy v zenite iným miestam s oveľa menším svetelným znečistením počas slnečného maxima. Tmavosť oblohy je však len jedným kamienkom do celkovej mozaiky kvalitných pozorovacích podmienok. Ak chcete eliminovať ešte aj vplyv nekľudnej zemskej atmosféry, musíte vyraziť výhradne do vyššej nadmorskej výšky. Aj tu však existuje obmedzenie, spravidla sa doporučuje hranica okolo 2 500 metrov vysoko nad hľadinou mora. Vyššie už riskujete nedostatočný prísun kyslíka a problémy s dýchaním, čo sa nepriaznivo prejaví i na vašej sústredenosti a viditeľnosti. Navyše s ďalším nárastom nadmorskej výšky je rozdiel extinkcie (množstvo svetla absorbovaného atmosférou) oproti pozorovaniu mimo atmosféry nie príliš veľký a ísť stále vyššie preto nemá praktický zmysel. Tmavosť a priezračnosť oblohy je potrebné doplniť o ďalší vrchol magického trojuholníka pozorovacích podmienok - seeing, ktorý určuje najmä to, ako bude obraz v ďalekohľade vyzerať pri veľmi vysokom zväčšení. V Chile tie ich pekné fotometrické noci trvajú týždne a týždne kedy je stredná hodnota seeingu skoro 0,6", čo znamená, že viac než polovicu času vo svojom ďalekohľade si nevšimnete žiadnu degradáciu obrazu, je to akoby ste pozorovali z vesmíru.