Za zatměním Slunce 4. prosince 2021 nad Antarktidu

… aneb Za podmanivou sluneční korónou v komplikované době koronaviru

V sobotu 4. prosince 2021 se odehrálo jediné letošní úplné zatmění Slunce (a také jediné do dubna 2023). Pás úplného zatmění tentokrát procházel na území prakticky nejhůře dostupné oblasti na světě – na šestém kontinentě, v Antarktidě. Cesta na samotnou Antarktidu byla velice drahá (začínala na 36 tisících USD, tedy více jak 800 tisících korunách), pás ale zasahoval i do Weddellova moře a do Jižních Orknejí. Tam byla ovšem pravděpodobnost spatření úkazu mimořádně nízká kvůli předpovědi počasí, přesto se do těchto končin vydalo hned několik výletních lodí s nadšenci i vědeckými expedicemi. Kromě počasí situaci velice komplikovala pandemie a s ní nejrůznější protipandemická opatření, činící nejrůznější expedice za zatměním ještě složitější. Některé z nich byly dokonce na poslední chvíli zrušeny (lodní výlety v Argentině hlásily nakažené členy posádky, lodě se musely vrátit). Přes to všechno za úkazem zamířil i Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě. Na jaké komplikace narážel? A podařilo se mu nakonec podmanivý nebeský úkaz pozorovat?

Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě se přes všechny komplikace rozhodl zúčastnit se poměrně nezvyklé mezinárodní dokumentační mise: Pozorovat úkaz v nadmořské výšce 12 kilometrů nad Zemí ve speciálním letu chilských aerolinií ve spolupráci s astronomy z Mezinárodní astronomické unie (IAU). Jedním z účelů expedice bylo pořízení unikátního audiovizuálního materiálu pro dokumentární tvorbu studentů Multimedálních technik Fyzikálního ústavu v Opavě. Expedice byla spolufinancovaná z projektu pro Rozvoj VaV na SU, reg. číslo CZ.02.2.69/0.0/0.0/18_054/0014696.

Pozorování proběhlo na začátku pásu zatmění, jihovýchodně od Falklandských ostrovů. Úkaz bylo možní pozorovat a zaznamenávat z paluby letadla nízko nad obzorem, ale nikoliv za oblačností. Právě nadmořská výška letu dávala 97% naději zcela úspěšného pozorování úkazu. Bylo možné zachytit nejen samotné zatmění Slunce, ale také tmavý měsíční stín sunoucí se pozvolna na zemském povrchu. Samotné zatmění nastalo krátce po 8. hodině středoevropského času (krátce po 4. hodině chilského času) a trvalo 1 minutu 52 sekund. Nedaleko Slunce ležela i planeta Merkur. Pochopitelně největším lákadlem bylo pozorování tzv. sluneční koróny, slabé obálky obklopující Slunce s tvarem ovlivněným aktuálním slunečním magnetickým polem. Níže můžete číst nejnovější vývoj Petrovy cesty a po zatmění 4. prosince si také prohlédnout první snímky z unikátní podívané.

Video: Reportáž z přednášky Petra Horálka o expedici

Video: Rozhovor s Petrem Horálkem o expedici krátce po návratu do Evropy

BLOGOVÉ PŘÍSPĚVKY, ŘAZENO OD NEJNOVĚJŠÍCH:

17. prosince 2021: Úplné zatmění Slunce a pohyb stínu Měsíce 4. prosince 2021 nad Jižním oceánem z 12,5 km nad zemí ze dvou protilehlých oken letounu CC-BBD B787-Dreamliner. To si můžete vychutnat na kompozitním časosběrném videu níže. Autoři: Cătălin Beldea, Petr Horálek/Fyzikální ústav v Opavě, Hudba: Stan Dart/ESO.

15. prosince 2021: „Během letu za úplným zatměním Slunce 4. prosince se mi podařilo zaznamenat jak detailní, tak širokoúhlá data, abych vytvořil kompozit sluneční koróny za hranici její viditelnosti pouhým okem. Protože delší expozice mi umožnily zachytit i jasné hvězdy, zdá se, že celé souhvězdí Štíra se objevilo právě v měsíčním stínu, stejně jako planety Merkur a Mars. Toto je nejvyšší nadmořská výška, ze které jsem kdy fotil hvězdy, kolem 12,5 km nad zemí. Jaký to pocit!“ popisuje Petr Horálek snímky níže.

13. prosince 2021: I přes problematické fotografování skrze sklo letadla vznikla víceexpoziční fotografie sluneční koróny v době maxima úplného zatmění Slunce. Obrázek byl vytvořen ze série expozic přes Canon Ra a Tamron 70-200 mm (nastaveno na 200 mm) při světelnosti 2.8 a ISO 800. Série expozic 1/4000 s, 1/2000 s, 1/1000 s, 1/500 s, 1/125 s, 1/60 s a 1/25 s byly při stabilizaci opakovány vždy 4krát, díky čemuž se pro každou expozici mohl matematickým průměrováním potlačit šum a snímek tak zůstal poněkud čistější. Z dlouhých expozic bylo možné izolovat jasnější hvězdy (nejjasnější objekt je planeta Merkur). Na snímku tak lze vidět vnitřní korónu Slunce s poměrně spletitými strukturami zejména v levé horní části (orientace zůstala stejná jako při pozorování zatmění: jižní sluneční pól je vpravo nahoře, severní vlevo dole). Během úkazu byla i očima viditelná jasná zóna, která náležela aktivnějším oblastem AR 2898 a AR 2900. V těchto místech v obdobích několika hodin okolo času zatmění došlo k několika slabším eruptivním událostem mířícím radiálně ve směru pozorování (tedy šly „do strany“). Díky tomu se i sluneční koróna, tvořená nabitými volnými elektrony v magnetickém poli Slunce mj. nad touto oblastí, jevila velice komplikovaně. Níže rovněž galerie ukazující na aktivní oblast na fotografii Petra Horálka a dále z družice NASA/Solar Dynamics Observatory a SOHO (NASA/ESA) v kompozici se zachyceným materiálem na palubě letadla.

Galerie: Kombinace družicových záběrů sluneční aktivity a snímku Petra Horálka/FÚ v Opavě

 

5. prosince 2021: Úřad NASA publikoval jako prestižní Astronomický snímek dne právě fotku Petra Horálka, a to pod názvem „Total Solar Eclipse Below the Bottom of the World“ (ve volném překladu „Úplné zatmění Slunce pod spodkem světa“). V popisu zmiňuje pořízení snímku nad obtížně dostupným jižním cípem naší planety. Expedice tedy slaví (přes všechny komplikace a nejistoty) mezinárodní úspěch.

Astronomický snímek dne NASA (Astronomy Picture Of the Day, zkráceně APOD) je prestižní ocenění nejzajímavější astronomické fotografie dne, kterou pro každý den pečlivě vybírají a následně doplňují osvětným popisem editoři prof. Jerry Bonnell (z Michiganské Technologické Univerzity) a prof. Robert Nemiroff (z Univerzity v Marylandu), spolupracovníci NASA. Mottem APODu je „Objevujte vesmír“ a od roku 1995, kdy byl výběr zahájen, se stal jedním z nejuznávanějších svého typu po celém světě. Průvodní texty jsou překládány do 23 světových jazyků včetně češtiny (o kterou se stará od roku 1999 Josef Chlachula) a na sociálních sítích je APOD sledován stamilióny návštěvníků denně. Je to již 5. úspěch Fyzikálního ústavu ve výběru Astronomického snímku dne NASA. Snímky si také můžete prohlédnout na výstave ve foyer Unisféry Fyzikálního ústavu na Bezručově náměstí 13 v Opavě.

Odkazy na snímek dne NASA

• https://apod.nasa.gov/apod/ap211205.html (anglický, originální stránka)
• https://www.astro.cz/apod/ap211205.html (český překlad)
• https://www.facebook.com/AstronomyPictureOfTheDay (Facebook snímku dne NASA)
• https://www.instagram.com/astronomypicturesdaily (Instagram snímku dne NASA)

Sám Petr Horálek je právě v letadle na cestě zpět do Evropy (do Česka se vrátí 6. prosince okolo 17. hodiny).

Video: Reportáž o zatměňovém letu v chilské televizi
(začíná v čase 15:00)

 

4. prosince 2021: Dva lety souběžně cestují ve výšce téměř 13 kilometrů nad zemí a pod nimi jen oblaky zahalující celou jiho-oceánskou oblast mezi Chile a Antarktidou. Piloti obou letadel komunikují mezi sebou a v letadle na o něco vyšší hladině vše koordinuje astronom Xavier Jubier z Mezinárodní astronomické unie. Zhruba ve 3:20 vychází nad vzdálený obzor (ve směru nad dalekou Antarktidou) již částečné zatmělé Slunce a do kýženého úplného zatmění zbývá 44 minut. Na palubě obou letadel panuje vzrušení, nadšení, pocit zadostiučinění…

„Samotné zatmění, které nastalo pocitově opravdu nedlouho po východu Slunce a prudkém pravotočivém manévru letounu kvůli postavení Slunce do oken pozorovatelů, byla opravdu lahůdka. Ve výšce skoro 13 kilometrů je vzduch tak čistý a průzračný, že už máte pocit, jako byste sledovali úkaz z vesmíru. Byla to nesmírně dramatická podívaná umocněná právě tím, že úkaz byl většině lidí nedostupný, ať už finančně nebo obecně cestovatelsky,“ popisuje Petr Horálek svou čerstvě nabytou zkušenost.

Během zatmění kromě majestátní sluneční koróny objevil opravdu velice nápadný měsíční stín, který se ostře ohraničen promítal jak do oblohy, tak do oblaky pokrytého výhledu pod letadlem. Obě letadla letěla souběžně (což nebylo původně v plánu, ale pro lepší koordinaci se nakonec přiblížila více k sobě). Důsledkem toho vznikla i první uveřejněná nezvyklá fotografie – výhled k stínu Měsíce, zatmělému Slunci, pohonu letadla a nad křídlem je vidět i druhé. Bohužel Petru Horálkovi byla přidělena řada kousek nad pohonem, takže neměl dokonalý výhled na celou krajinu pod sebou. Okna opravdu činila velké problémy v nějaké sofistikovanější fotografii, takže expedice nakonec slaví zejména v té záznamové rovině – podařilo se pořídit potřebné záznamy pro dokumentární tvorbu studentů Multimedálních technik Fyzikálního ústavu v Opavě.

Po zatmění jedno z letadel putovalo s mezipřistáním opět do Santiaga, kde Petr Horálek musí projít dalším PCR testem, aby se mohl bez obtíží vrátit přes Francii do Česka (odlet už zítra) a dovezl na univerzitu všechny audiovizuální materiály pro další zpracování.

3. prosince 2021: Jen méně jak 20 hodin zbývá do kýženého „půlnočního“ úplného zatmění Slunce nad Antarktidou. Úkaz bude v tomto opravdu nezvyklý, neboť i když úplné zatmění Slunce nastává za denního světla, tedy v době, kdy je Slunce nad obzorem, poloha pásu zatmění v blízkosti jižního polárního kruhu (kde Slunce nyní vůbec nezapadá) dává úkazu toto unikum. V současnosti probíhají jednání mezi organizátory a leteckou společností (LATAM) o konkrétních plánech celého letu. S největší pravděpodobností obě najatá letadla poletí se všemi členy expedice už ze Santiaga do Punta Arenas (nejjižnější cíp Chile) v místích odpoledních hodinách. V Punta Arenas letadla čeká technická přestávka a přibližně 50 minut po půlnoci 4. prosince se bude startovat. Let za zatměním potrvá přibližně 6 a čtvrt hodiny.

Na kompozitním snímku z kamer LASCO C2 a C3 družice SOHO je stav sluneční koróny v čase 9:06 SEČ (asi 23 hodin před zatměním). Lze vidět velice výrazné strukturální proudy v rovníkových oblastech Slunce, které by mohly být snadno fotograficky zachytitelné i za letu skrze okno letadla. Kroužek označuje velikost Slunce (které je schováno za terčíkem). Jasný objekt vpravo nahoře od Slunce je planeta Merkur, která bude rovněž pozorovatelná očima. Snímek je orientován jiho-severně (jih je nahoře, což odpovídá pohledu z jižní zemské polokoule).

Odlet obou robustních letadel nakonec proběhl po 19:37 s příletem do Punta Arena po 22. hodině. Tam už nebylo moc času nazbyt, přesto se objevily překážky – zejména organizačního charakteru. Do poslední chvíle se kvůli všem předchozím změnám nepodařilo organizátorům pověnovat tomu základnímu: V kolik hodin přesně vyletět směrem nad Wedellovo moře a jak účastníky efektivně rozdělit. Nakonec v hektickém duchu byl Petr Horálek přiřazen do letu s o něco nižší letovou hladinou (ale zanedbatelně méně) a bohužel – i přes původně organizátory slíbenou svobodu dostal místo sdílené s dalšími dvěma pozorovateli. Nic už se dělat nedalo, krátce před půlnocí ovšem nastal šibeniční čas na okamžité nalodění se na obě letadla (označená jako „Blue“ a Gold“), která odstartovala z Punta Arena krátce po 40 minutě po místní půlnoci. Do zatmění zbývá méně jak 3 a půl hodiny…

2. prosince 2021: Okolo 7. hodiny ranní chilského času konečně přichází potvrzení o splnění požadavků na volný pohyb po chilském území! Spojení „za sluneční korónou v době koronaviru“ zde získává zcela nový význam!

V 9 hodin ráno se ve venkovních prostorách restaurace hotelu Cumbress Lastariia, kde se postupně scházejí účastníci letu EFLIGHT 2021 z nejrůznějších koutů světa, odehrává první velká organizační konference celého logisticky náročného projektu. A s ní další komplikace: Kvůli bezpečnostním opatřením společnost LATAM, která měla poskytnout organizátorům Timu Toddovi a Johnu Beattiemu dokonce dvě letadla typu Airbus 321-200, vypověděla původní dohodu. Proč? Dolet těchto letadel je malý a v případě nouze (včetně covidu na palubě) musí mít možnost letadla přistát v rádiusu maximálně hodinového doletu od místa krize. Taková místa jsou v oblastech jen dvě – letiště v Punta Arenas (odkud oba lety budou vyslány) a na Mt. Pleasant na Falklandech. Falklandská základna ale hlásí, že nemá kapacity pro případné nouzové přistání pro takový počet účastníků, jaký oba „zatměňové“ lety nahlásily. Takže jsou dvě možnosti: 1) Celý výlet zrušit, 2) Připlatit nemalých 74 tisíc USD za uvolnění dvou robustnějších Boeingů B787-8 Dreamliners. Je celkem logické, že po všech těch komplikovaných protipandemických procedurách, kterými většina cestovatelů musela doposud projít, se nikomu nechce „balit“. Padá tedy rozhodnutí, že na bázi dobrovolnosti každý ze zhruba 80 účastníků přispěje dobrovolnou částkou mezi 1000 a 5000 dolary (tedy mezi 23 a 112 tisíci korunami), aby se lety uskutečnily. „Holt obětuji ještě jednu výplatu,“ říká Petr Horálek. Po těch všech komplikacích je přeci už hloupé to na poslední chvíli vzdávat.

 

Má to ale i své (poměrně významné) klady: Větší letadla budou moci cestovat dál do pásu zatmění a výš nad Zemi, navíc mají větší okna. Pozorovatelům se tedy výrazně zlepší podmínky pro vyhlížení samotného úkazu. Navíc jsou letadla stabilnější a dokonce tišší, takže i pro natáčení důležitých videosekvencí pro dokumentární tvorbu na Multimedálních technikách Fyzikálního ústavu v Opavě jsou tato letadla určitě vhodnější. Jediné, čeho se mnozí obávají, je jiný typ ztmavení oken – řešený přes polarizaci krystalové vrstvy uvnitř okna. I když je polarizace vypnutá, pořád může toto řešení oken přinést velmi komplikované podmínky pro zpracování fotografií.

1. prosince 2021: Po dlouhém 14hodinovém letu je Petr Horálek v Santiagu. Přímo na letišti jej čeká další „bohaté“ kolečko kontrol. Po vstupu do letištní haly předkládá všechny dokumenty týkající se požadavků Chile potřebných pro vstup na jejich území týkající se protipandemických opatření (potvrzení o očkování, pojištění, mobility pass…). Ale to nestačí. Hned na to je potřeba další PCR test, který „spustí“ Mobility pass a teprve pak se lze volně v Chile pohybovat… Bohužel potvrzení o výsledku tento den nepřichází, takže nezbývá, než celý den „přetrpět“ v samoizolaci v chilském hotelu. Alespoň s krásným výhledem na Santiago a vysoké štíty chilských And za ním.

30. listopadu 2021: Den odletu do Chile přes Paříž. Všechny dokumenty jsou platné, v pořádku, všechny potřebnosti zajištěné. Pražské letiště ráno „přepadla“ slabší sněhová vánice, lety však opožděné nebyly. Začíná další „bláznivá“ etapa – od vstupu na pražské letiště až po vstup na hotel v Chile není povoleno (vyjma přestávek na jídlo) vůbec sundat z obličeje respirátor! A kolik času v kuse to vlastně je? Více jak 31 hodin!

29. listopadu 2021: Dopoledne přichází radostná zpráva – výsledek PCR testu je negativní! S výsledkem je třeba vyplnit prohlášení o neinfekčnosti na chilském Ministerstvu zdravotnictví. Prohlášení vyžaduje kromě testu i pojištění hradící výlohy spojené s onemocněním na COVID ve výši alespoň 30 tisíc USD. Aby toho nebylo málo, samotné prohlášení platí jen 48 hodin po vyplnění, je tedy potřeba s jeho vyplněním počkat ještě do večera, aby bylo platné ještě pár hodin po příletu do Chile. Poslední „zádrhel“ v celé expedici by nastal, kdyby Petr – byť očkovaný – byl pozitivní na COVID po příletu do Chile. Pak by všechny naděje na pozorování dramatického vesmírného představení pohasly…

28. listopadu 2021: Petr Horálek jde na test PCR v pražském letišti… Test nesmí být starší než 72 hodin před nástupem do posledního letu do Chile (ten bude 30. listopadu ve 23:25, přílet do Chile 1. prosince v 10:00 chilského času, tedy 14:00 našeho času). Test rozhodne o všem…

27. listopadu 2021: Tým vědců ve spolupráci s NASA vydává aktualizovaný model podoby sluneční koróny v době úplného zatmění Slunce 4. prosince 2021. Sluneční korona je plazmatická obálka tvořená především volnými elektrony a nabitými ionty, která rozptyluje sluneční záření. Protože Slunce má velice silné a komplikované magnetické pole, je i tvar sluneční koróny velice složitý a obtížně předpověditelný. Vědci vycházejí z aktuálních dat (nejen) kosmických slunečních observatoří, aby dokázali podobu co nejlépe předpovědět. I tak se ale může stát něco mimořádného, co tvar korony zcela změní – například silná erupce na okraji Slunce, během které se uvolní tzv. koronální hmota. Tento překotně uvolněný oblak může v koróně vytvořit útvar vypadající jako bublina nebo „trhanec“.

26. listopadu 2021: Po dlouhých a téměř beznadějných jednáních s několika chilskými úřady se podařilo na poslední chvíli získat Petru Horálkovi tzv. Mobility Pass – povolení, které umožňuje cestovatelům vstoupit do Chile a volně se pohybovat po potvrzení negativního výsledku PCR testu. Povolení se vydává na základě ukončeného očkování, ale jeho vydání trvá týdny, ne-li měsíc. Páteční termín 26. listopadu byl prakticky šibeniční – vydání po víkendu by další administrativu prakticky znemožnilo. Na vstup do Chile byl potřeba ještě negativní PCR test před odletem, odlet samotný pak nejpozději v úterý 30. listopadu. Nemluvě o náležitostech souvisejících se získáním místenky na Eclipse Flight. Petr Horálek se tak musel vydat v neděli 28. listopadu do Prahy, tam si pro jistotu zařídit samoizolaci, vyžadovaný PCR test a s ním pak zajistit zbývající povolení na vstup do Chile. Tím ovšem strastiplná cesta teprve začala.

Kontakty a další informace:

Bc. Petr Horálek
PR výstupů evropských projektů FÚ SU v Opavě
Email: petr.horalek@slu.cz
Telefon: +420 732 826 853

RNDr. Tomáš Gráf, Ph.D.
Fyzikální ústav SU v Opavě, vedoucí observatoře WHOO!  a Unisféry
Email: tomas.graf@fpf.slu.cz
Telefon: +420 734 268 124

Mgr. Debora Lančová
Fyzikální ústav SU v Opavě
Email: debora.lancova@physics.slu.cz
Telefon: +420 776 072 756

Bc. Klára Jančíková
Sekretariát Fyzikálního ústavu v Opavě
Email: klara.jancikova@slu.cz
Telefon: +420 553 684 267

prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.
Ředitel Fyzikálního ústavu SU v Opavě
Email: zdenek.stuchlik@physics.slu.cz