Čech zachytil tajuplné rudé skřítky na observatořích ESO v Chile

Video: ESOcast o Rudých skřítcích zachycených v Chile
(Autor: ESO, Petr Horálek; anglicky;
s českými titulky Jana Veselého z HaP Hradec Králové)

Na přípravu prestižního videa ESOcast Evropské jižní observatoře byl Petr Horálek přizván jako scénárista a režisér. Využil tak příležitosti ukázat prostřednictvím této světově uznávané organizace výjimečnou činnost i dalších českých vědců a fotografů. Mimo Petra Horálka se tak z Čechů významnou měrou na pořadu podílel i Martin Setvák z Českého hydrometeorologického úřadu, dále jsou v něm uveřejněny snímky Pavla Štarhy a Miloslava Druckmüllera a video poskytl také patrně nejaktivnější pozorovatel těchto úkazů u nás, nýdecký fotograf Martin Popek.

Prchaví rudí skřítci

Tyto extrémně krátké jevy vznikají jako „nadbouřkový“ protipól silného výboje, blesku mezi mrakem a zemí při masivních bouřkách typu MCS. Jsou nositelem nesmírné elektromagnetické energie a narudlou barvu jim vtiskává excitace atomů dusíku v jakýchsi trubicích, které je tvarují do mysticky vzhlížejících soudržných vlásečnic, dávajících úkazu tvar květáku. Dají se zachytit nad bouří i přes 500 km vzdálené od pozorovatele, neboť jejich základna leží okolo 50 km nad zemí a vrchní patra dosahují dvojnásobné výšky (vysoko nad vrcholem troposférické oblačnosti, tedy i bouřek). Jsou to tedy ve skutečnosti velmi rozsáhlé výboje, navzdory svému názvu, neboť dosahují rozměrů řádově desítek kilometrů! Problém ovšem je, že ačkoliv jsou skřítci poměrně dosti jasným úkazem, samotný výboj trvá jen zlomek sekundy. A to dává fotografům velmi omezené možnosti jej zachytit, neboť při delší expozici se jinak dobře zachycený skřítek záhy ztratí na nastřádaném světle v pozadí snímku.

První zmínky o existenci rudých skřítků nejsou zas až tak dávné – hledat je můžeme ani ne 100 let zpátky. V roce 1920 je totiž předpověděl skotský fyzik Charles Wilson (1869-1959), autor slavné Wilsonovy mlžné komory určené k detekci elementárních částic. Právě za svou neutuchající snahu vypracovat metodu pro zviditelnění drah elektrických částic v kondenzovaných parách byl v roce 1927 odměněn Nobelovou cenou. Bohužel „svých skřítků“ se na vlastní oči nikdy nedočkal, ačkoliv některé prameny uvádí, že možná přeci jen ano. A navzdory tomu, že je poměrně často pozorovali i piloti letadel v druhé polovině 20. století, nebyl jim přikládán téměř žádný význam. Zájem o ně vzrostl až po roce 1988, kdy byly poprvé reálně detekovány během zkoušek aurorální kamery v americké Minnesotě. Velmi zdařilé záznamy pak pocházejí přímo z paluby Mezinárodní kosmické stanice ISS, které díky průzračnému prostředí z vesmíru daly vědcům nesporný záznam o jejich existenci. Fascinovaní nadšenci záhy rychle začali hledat způsoby, jak je zachytit i ze Země. V roce 1990 byla existence výbojů v horní atmosféře poprvé odborně prezentována a spolu s pozdějšími záznamy (nejen z ISS) se začíná psát historie jejich výzkumu.

Jak se ukazuje zejména v poslední dekádě tohoto století, těchto tzv. nadoblačných blesků je celá řada a rudí skřítci jsou jen jedním z „exemplářů této ZOO“.  Další druhy těchto výbojů mají rovněž příznačné názvy podle toho, jak se chovají či vypadají. Nejběžnější rudé skřítky provází například vlásečnice, pozorovat se však mohou i elfové, modré výtrysky či trollové. Zevrubný přehled naleznete v článku Martina Popka.

Pozorování z Česka

Pozorování a zachycení rudých skřítků je (nejen) v Česku čím dál více oblíbeným „sportem“. V Česku se pozorování nadoblačných blesků věnuje sofistikovaně a soustavně nýdecký pozorovatel Martin Popek, který je pro svá pozorování prakticky světovým unikátem, neboť počet jeho zachycených nadoblačných blesků od roku 2011 už sápe na rovnou tisícovku. Ke svému pozorování používá vysokofrekvenční citlivou kameru WATEC s objektivem 8mm/f1.3 a Rudé skřítky si nechává automaticky detekovat pomocí programu UFOCapture. Jeho snímky tedy pocházejí z videozáznamů, nikoliv z fotoaparátů, ale tím lépe dokazují, že vzácné nadoblačné blesky zdaleka nejsou tak vzácné. Právě naopak. Spíše jsou však velmi obtížně zachytitelné a z toho důvodu o nich ani na počátku 21. století pořádně nic nevíme. I Popkův záznam je k vidění ve videu Evropské jižní observatoře.

Rudí skřítci se ale dají zachytit i na obyčejnou zrcadlovku. Chce to určité zkušenosti, připravenost, trpělivost a notnou dávku štěstí. A s jedním takovým ohromným štěstím vyprodukoval naprosto fantastické záběry brněnský fotograf Pavel Štarha, který zaznamenal hned několik Rudých skřítků za silné bouře 6./7. srpna 2013 na Vysočině. Jeho data vzápětí neuvěřitelně kvalitně zpracoval známý český matematik Miloslav Druckmüller. Výsledkem byly úchvatné záběry skřítků ve vysoké kvalitě, které Pavlu Štarhovi právem (a prof. Druckmüllerovi již o roky dříve za jiný přínos) vynesly Cenu Astrofotografa roku (cenu Jindřicha Zemana) za rok 2013.

Záznamy z observatoří La Silla a Paranal v Chile

To, že se Petru Horálkovi podařilo úkazy zachytit v atacamské poušti Chile, není až tak překvapující. Jednak byl český fotograf už připraven na tuto možnost díky předchozí znalosti získané z velkého nadšení pro úkaz mezi pozorovateli v české komunitě, dále podmínky na observatořích ESO jsou naprosto unikátní – s čistým vzduchem a prakticky nulovým světelným znečištěním i nízko nad obzorem, a za třetí byl Horálek na observatořích právě v období léta na jižní polokouli. V této době se především nad Argentinou a Brazílií celkem běžně utvářejí mohutné bouřkové systémy MCS a dávají velké šance rudé skřítky zachytit. Kombinací těchto tří faktorů se mu však podařilo na klasickou digitální fotografii zachytit jedny z nejvzdálenějších skřítků od pozorovatele – z pozdějších měření vyplynulo, že záblesky byly vzdálené přes 550 kilometrů! Prvního úspěchu dosáhl hned první noci na observatoři La Silla, časně ráno chilského času 20. ledna 2015. Úspěch si pak zopakoval o týden později - 27. ledna 2015 - na observatoři Paranal, opět v chilské časné ráno.

„Každý večer jsem z restaurace La Silla a později i Paranalu viděl nad vrcholky And vzdálené kovadliny velkých bouří. Díky suchému klimatu vysokohorské pouště, kde se observatoře nachází, se bouřky nikdy nepřiblížily, ale věděl jsem, že tam jsou. A každou noc jsem tak vyhlížel tím směrem, jestli tam mezi hvězdami nad obzorem nepoblikávají výboje. Bylo mi jasné, že bouřky jsou minimálně 400 kilometrů daleko, takže jakýkoliv záblesk bude téměř jistě rudý skřítek. A podmínky na observatořích byly tak jedinečné, že se záblesky skřítků daly vidět i očima, a já tak přesně věděl, kam namířit foťák. Bylo to fantastické,“ popisuje sám Petr Horálek. Ke všemu dodává, že byl až zaražen tím, jak je možné, že navzdory takovým podmínkám nikdo z pracovníků Evropské jižní observatoře o možné pozorovatelnosti rudých skřítků z jejich pracovišť vůbec nevěděl.

Petr Horálek ovšem zaznamenal ještě jednu pozoruhodnou věc. Jak známo, nad chilskými observatořemi se dá díky tzv. Jihoatlantické anomálii velmi často zaznamenat silné záření zemské atmosféry známé jako airglow (rovněž se více dozvíte ve videu Evropské jižní observatoře). Zemská atmosféra slabě svítí, a to především díky chemiluminiscenci při nastřádané energii z UV záření ze Slunce. Očima to vidět není, ale fotoaparát odhalí zelenavou či červenavou barvou ve výškách mezi 80 až 300 kilometry nad zemí. Velmi často jsou tyto odstíny k vidění na snímcích světově proslulého fotografa Yuri Beletskyho, který pracuje na observatoři Las Campanas – jen „o kopec dál“ od observatoře La Silla. V tomto fotogenickém záření se dají zaznamenat i pravidelné struktury způsobené rozdílnými hustotami vzduchu ve vertikálním proudění ve vysokých výškách v atmosféře. Tyto tzv. gravitační nebo hustotní vlny se projevují především nad masivními bouřkovými systémy, kde jsou rozdíly hustot vzduchu v proudění opravdu výrazné. A právě ve směrech, kde Petr Horálek zachytil na snímcích tyto gravitační vlny, se později objevovaly i rudí skřítci.

„Přímá souvislost mezi gravitačními vlnami v airglow a rudými skřítky nikdy nebyla prokázána. Už se tím vědci zabývali a existuje i vypracovaná studie. Ale rozhodně není náhoda, že nejvýraznější struktury v airglow jsem zaznamenal na obloze právě ve směru nad vzdálenými bouřkami. Ta souvislost se totiž netýká přímo skřítků, ale až těch bouří, které skřítky produkují. Nejkrásnější byl proto moment, kdy jsem si uvědomil, že mám oba úkazy - skřítky i gravitační vlny - zachycené na jednom snímku,“ popisuje Horálek. Jedna z těchto fotografií byla vzápětí publikována jako Astronomický snímek týdne Evropské jižní observatoře.

Petr Horálek, foto Ambasador Evropské jižní observatoře

Petr Horálek (který je mimo jiné i vedoucím redaktorem našeho serveru Astro.cz) se v dubnu 2014 vydal na Nový Zéland, aby si sběrem ovoce na tamních sadech našetřil a splnil svůj sen. Tím bylo vrátit se na překrásné Cookovy ostrovy a pořídit světově první snímky hvězdné oblohy nad legendárním ostrovem Aitutaki (v současnosti připravuje knihu o těchto cestách). Při své pouti, o které jste se mohli dozvědět i na jeho poutavé přednášce v rámci jeho přednáškového turné v minulém roce, se díky své vášni v krajinářské astrofotografii dostal opravdu daleko.  V lednu 2015 mu totiž na základě kvalit a originality jeho snímků byla nabídnuta Evropskou jižní observatoří možnost fotografovat noční nebe na světově proslulých observatořích v poušti Atacama v Chile. Dostal 4 fotografické noci na observatoři La Silla (19. – 23. ledna 2015) a tři noci na observatoři Paranal (24. – 27. ledna 2015). Stal se tak prvním českým Foto Ambasadorem Evropské jižní observatoře a právě při jeho pobytu v druhé polovině ledna (uprostřed léta na jižní polokouli) se mu podařilo, dílem štěstěny i připravenosti, zachytit i zmíněné rudé skřítky. Funkce Foto Ambasadora ESO není zaměstnání, nýbrž prestižní postavení, kterého může astrofotograf ve svém životě dosáhnout. Fotografové mající tento titul získávají jedinečné oprávnění fotografovat noční nebe na jednom z nejprestižnějších astronomických míst světa s tou nejkvalitnější hvězdnou oblohou. Všechny fotografie Petra Horálka pořízené pro Evropskou jižní observatoř jsou postupně doplňovány do archivu ESO, odkud si je můžete zdarma stáhnout i v tiskové kvalitě.

Kontakty a další informace

Petr Horálek
Fotograf, Foto Ambasador ESO a vedoucí redaktor Astro.cz
Tel.: 736 124 431
E-mail: horalek@astro.cz

Pavel Suchan
Tiskový tajemník AsÚ AV ČR a České astronomické společnosti
Tel.: 737 322 815
E-mail: suchan@astro.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] ESOcast - Krátká videa Evropské jižní observatoře
[2] Tajuplní Rudí skřítci opět zachyceni v Česku fotograficky
[3] Snímky Petra Horálka v doplňovaném archivu Evropské jižní observatoře
[4] Osobní stránky Petra Horálka
[5] Nadoblačné blesky v článku Martina Popka
[6] Rudí skřítci zachyceni P. Štarhou a M. Druckmüllerem
[7] Cena Jindřicha Zemana za fascinující Rudé skřítky
[8] Světová galerie nadoblačných blesků na Spaceweather.com