Letošní expedice za úplným zatměním Slunce byla pro tým profesora Druckmüllera nejúspěšnější v historii

Celkem 129 snímků využil profesor Miloslav Druckmüller z Ústavu matematiky Fakulty strojního inženýrství VUT k vytvoření obrazu, který zachycuje sluneční korónu při letošním úplném zatmění Slunce. K němu došlo 2. července nad Jižní Amerikou. Obraz zachycuje sluneční korónu v období hlubokého minima sluneční činnosti. Týmu se díky nové technice a novým počítačovým systémům podařilo získat mnohem více a podstatně kvalitnějších dat než při předešlých expedicích. Letošní, v pořadí 11., expedice je tak nejúspěšnější v celé historii. V nemalé míře k tomu přispělo i dokonalé počasí.

Letošní pozorování bylo výjimečné nejen z hlediska množství získaných dat (tým uložil asi 3 TB), ale i počtem použitých přístrojů. Na čtyřech pozorovacích místech v Chile a Argentině bylo rozmístěno celkem 41 různých přístrojů, které byly z větší části nové. „Na výzkum Slunce měla expedice pouhých 120 až 140 sekund – právě tak dlouho úplné zatmění Slunce nad Chile a Argentinou trvalo. Těžištěm výzkumu, podobně jako v posledních deseti letech, byl výzkum iontů železa, niklu a argonu ve sluneční koróně. Tento výzkum byl možný díky zcela unikátnímu souboru přístrojů, který je jediný na světě a který se díky obětavé práci mého kolegy Pavla Štarhy podařilo pro letošní zatmění zásadním způsobem vylepšit, a to jak po stránce hardwaru, tak softwaru,“ popsal Miloslav Druckmüller.

K vylepšením výzkumnému týmu z Fakulty strojního inženýrství pomohla také technologie 3D tisku. „Místo využití tradičních metod obrábění jsem některé díly konstrukce a části přístrojů navrhl v CAD systému, vytiskl a následně jednotlivé části složil s hliníkovými komponenty ve funkční celek. Vývoj mi trval celý rok, kdy jsem pracoval s různými prototypy a testoval jejich funkčnost,“ doplnil Pavel Štarha.
Výsledný obraz sluneční koróny | Autor: Miloslav Druckmüller, Peter Aniol

Před a během zatmění se nevyskytly žádné problémy a ostré testy nových chlazených kamer, mechaniky pro snímání polarizovaného světla a nově vyvinutého řídícího software skončily pro expedici úspěšně. Výsledkem jsou 3 TB dat, které se podařilo získat. „Z velkého množství dat postupně vznikají obrazy sluneční koróny zobrazující složitou strukturu magnetického pole Slunce, rozložení teploty v koróně a poskytující další cenné informace o Slunci,“ vysvětlil Miloslav Druckmüller. Zásadní roli zde hraje matematika a počítače. Toto je především práce Miloslava Druckmüllera, který se numerickými metodami analýzy digitálních obrazů zabývá více než 20 let a mimo jiné tyto metody učí i studenty Fakulty strojního inženýrství VUT. „Nejde o fotografie v klasickém slova smyslu. Obraz sluneční koróny z letošního zatmění vznikl složitým matematickým zpracováním 129 snímků s expozicemi 0,001 až 1,024 s,“ uvedl profesor Druckmüller.

Do Jižní Ameriky cestovalo vybavení o váze přibližně 2 tun

Jedenáctou výpravu za zatměním Slunce financovala Havajská univerzita, která dodala také část přístrojového vybavení. I během samotné expedice spolupracují brněnští matematici velmi úzce se zástupci Institute for Astronomy z Havajské univerzity. Finančně i špičkovým přístrojovým vybavením expedici podpořil i německý nadšenec a uznávaný odborník v oblasti optiky Peter Aniol. Při přípravě letošní expedice byla jednou z nejnáročnějších částí přeprava. Do Jižní Ameriky tým posílal vybavení o váze přibližně dvou tun.

Brněnští matematici společně s americkými kolegy jev pozorovali na čtyřech místech – hlavní pozorovací místo se nacházelo u města Rodeo v Argentině, další pak byla v Chile na observatoři Cerro Tololo, na observatoři Mamalluca a na opuštěném vrcholu hory poblíž osady Tres Cruses. Pozorovací místo Mamalluca bylo neplánované. Výzkumníci se na ně museli přesunout kvůli nepříznivému počasí, které znemožnilo cestu do původně plánovaného pozorovacího místa v Mascasinu v Argentině.
Aparaturu bylo nutné napájet i z autobaterie | Autor: FSI VUT

2020: Zpátky do Jižní Ameriky

K dalšímu úplnému zatmění Slunce dojde koncem příštího roku opět v Chile a Argentině, tentokrát ovšem asi o tisíc kilometrů jižněji. „Přípravy na tuto expedici už začaly. Část vybavení, která se nebude modernizovat, zůstala v chilském Santiagu, což ušetří Havajské universitě nemalé peníze. Tým z Ústavu matematiky opět nebude chybět,“ uvedl Miloslav Druckmüller.

Přestože každou expedici provázejí mnohaměsíční přípravy a velký stres, matematici z FSI se shodují, že samotné zatmění za to stojí, protože umožňuje získat řadu informací o Slunci, které zatím nelze získat jinak, a to ani pomocí kosmických sond.

O profesoru Druckmüllerovi vzniká dokument Helios

Práce profesora Druckmüllera zaujala také české filmaře, kteří o něm před dvěma lety začali natáčet dokumentární snímek s názvem Helios. Premiéra je plánována na příští rok.
Jana Hoderová připravuje techniku na zatmění Slunce | Autor: FSI VUT

Total Solar Eclipse 2019

Vedoucí expedice: Shadia Rifai Habbal (Institute for Astronomy, University of Hawaii)

Členové expedice z Ústavu matematiky FSI VUT: Jana Hoderová, Pavel Štarha.

Matematické zpracování výsledných obrazů: Miloslav Druckmüller, Ústav matematiky FSI VUT.

Zatmění Slunce hrála v předcházejících asi 150 letech zásadní roli při výzkumu Slunce. Jejich potenciál se však postupně vyčerpal v 90. letech 20. století a štafetu výzkumu převzaly kosmické sondy. To, že tato „zlatá éra“ pozorování zatmění Slunce stále ještě neskončila, je především zásluhou týmu matematiků FSI VUT pod vedením profesora Druckmüllera ve spolupráci s Institute for Astronomy University of Hawaii. Možnosti zlepšování přístrojové techniky jsou téměř vyčerpány, ale není tomu tak v oblasti matematiky a výpočetní techniky. Výzkumy, které v současné době tento tým provádí, stále ještě nejsou a zřejmě ještě nějakou dobu nebudou z kosmického prostoru proveditelné.

Publikováno
Odkaz https://www.vut.cz/vut/media/f19527/d189897

Odpovědnost: Mgr. Kamila Šmídková