Noční obloha v prosinci: Prozkoumejte nejznámější zákrytovou proměnnou hvězdu

V prosinci po dlouhých jedenácti měsících na obloze opět zahlédneme všech sedm planet Sluneční soustavy, i když některé jen na chvíli a další pouze v dalekohledu…

Kompletní sedmička

Po celý prosinec se můžeme těšit ze Saturnu a jasného Jupitera i Marsu, které spatříme již za soumraku. První zmíněný však bude k vidění pouze zvečera, kdežto Jupiter po celou první půlku noci a Mars po celou noc. Rudá planeta totiž 8. prosince dospěje do opozice se Sluncem. Nastanou tak nejlepší podmínky pro její pozorování v letošním roce a s −1,9 mag bude na nebi velmi nápadná. Ve stejný den se také dočkáme jejího zákrytu úplňkovým Měsícem, a navíc se o tři dny dřív odehraje i zákryt Uranu (viz Zajímavé úkazy).

Od poloviny prosince se bude na soumrakové obloze nízko nad jihozápadem objevovat rovněž Merkur, k němuž se na sklonku roku přidá večernice Venuše. Výčet planet zakončíme Uranem a Neptunem, viditelnými pouze v dalekohledu. Zatímco první z nich bude v prosinci pozorovatelný po většinu noci kromě jitra, Neptun spatříme jen večer nad jihozápadem. 

Třikrát temnější

Pomineme-li Měsíc, pak podobu hvězdného nebe z noci na noc, či spíše z týdne na týden proměňují právě planety. Už několik století však astronomové vědí, že ke změnám – mnohdy dokonce navýsost pravidelným – dochází i v případě řady hvězd. Příběh o tom, jak stálice pozbyly své stálosti, je přitom napsán vysoko na prosincové noční obloze v souhvězdí Persea. 

Odehrávat se začal v noci 12. listopadu 1782 v anglickém Yorku a jeho ústřední postavou se stal 18letý nadšenec astronomie John Goodricke. Pozoroval tehdy nápadnou hvězdu druhé velikosti Algol neboli Betu Persei a ke svému nemalému překvapení zaznamenal, že její jasnost onoho večera rychle poklesla. Snížení se odehrálo během několika hodin a dosáhlo celých dvou magnitud: Stálice tudíž potemněla víc než třikrát! Goodricka to sice zaskočilo, ale bezesporu cítil i značné zadostiučinění. Byl totiž na lovu hvězd, které mění svou jasnost – a později měly nést přívlastek proměnné.

Pátrání po proměnných

V jeho snažení mu pomáhal o dekádu starší přítel Edward Pigott, jenž měl navíc solidní hvězdářské zázemí. Jeho otec totiž patřil mezi členy londýnské Královské společnosti, zajímal se o astronomii a v Yorku nechal vystavět hvězdárnu. Onoho 12. listopadu ji však Goodricke nepotřeboval: Vystačil si s pouhýma očima a dobrým výhledem na Persea. 

Oba mladí gentlemani si vzali do hlavy, že budou na noční obloze systematicky hledat hvězdy měnící jasnost. Kupředu je hnalo vědomí, že minimálně jedna taková již existuje, a sice Omikron Ceti alias Mira neboli „podivuhodná“ ze souhvězdí Velryby. Jenže u ní docházelo k pravidelným změnám jasnosti s odstupem jedenácti měsíců, a navíc jen zvolna. Proto je chování Algolu muselo zaskočit.

Hvězdná dvojice Algolu obíhá kolem společného těžiště, přičemž jednou za 2,86 dne pozorujeme přechod větší a méně svítivé složky (na ilustraci oranžová) přes složku svítivější, avšak menší (modrá). Nastává tzv. primární minimum, viditelné i pouhýma očima. V opačné situaci dochází k sekundárnímu minimu, s méně výrazným poklesem jasnosti. (ilustrace: Jan Píšala)

Goodricke tehdy pozoroval bez Pigottovy podpory a o tom, co viděl, sám pochyboval… Chvíli dokonce zvažoval optický klam. Jeho přítel se zapojil až v následujících dnech, ale to už Algol opět vypadal jako stálice druhé velikosti. Další, stejně rychlý a intenzivní pokles jasu u něj zaznamenali 28. prosince. Z následných pozorování pak správně odvodili, že se jasnost hvězdy mění jednou za dva dny, dvacet hodin a 45 minut, přičemž pokles zabere asi sedm hodin. Perioda stanovená pomocí moderních prostředků je o pouhé čtyři minuty delší.

Skvělý odhad

Ohromující je však především jejich interpretace pozorovaných změn jasnosti. Oba nezávisle na sobě zvažovali přítomnost dalšího tělesa – nejspíš planety – jež kolem stálice krouží a tím ji při pohledu ze Země pravidelně zakrývá. Pigott dokonce velikost oběžnice odhadl na polovinu průměru hvězdy. Dnes víme, že za popsaná „zatmění“ skutečně může Algolův průvodce, ovšem nikoliv planeta, nýbrž další stálice. Beta Persei se tak stala první známou zákrytovou dvojhvězdou.

Dodejme, že Goodricke s Pigottem zvažovali i alternativní vysvětlení, podle nějž by za uvedené změny mohly například velké tmavé, nebo naopak jasné skvrny na povrchu rotující stálice. V daném směru již měli oporu v pozorováních, protože tmavé skvrny na Slunci odborníci dobře znali – zatímco vícenásobné hvězdné systémy tehdy existovaly pouze coby hypotetická představa v myslích hvězdářů.

V Goodrickových stopách

A zatímco příběh Algolu astronomové rozvíjejí dodnes a stále není u konce, ten Goodrickův se bohužel uzavřel nedlouho po jeho přelomovém objevu. V srpnu 1783 ho za něj Královská společnost odměnila svým nejvyšším vyznamenáním, Copleyho medailí. Na podzim roku 1784 pak Goodricke identifikoval proměnné hvězdy Beta Lyrae a Delta Cephei, zatímco Pigott slavil úspěch s Éta Aquilae. První zmíněný byl za své přínosy nakonec 6. dubna 1786 zvolen právě členem Královské společnosti, ale již o dva týdny později ve věku pouhých 21 let zemřel…

Chcete se na obloze vydat v Goodrickových stopách a přesvědčit se o změnách jasnosti Algolu na vlastní oči? Pak vyhledejte okolní stálice, s nimiž ho můžete v průběhu času porovnávat: Hodí se například Gama z Andromedy s 2,1 mag, tedy stejně jako Algol v maximu, dále Delta z Persea s 3 mag či Alfa z Trojúhelníku, která s 3,4 mag pro změnu odpovídá Algolovu minimu.

Východy a západy Slunce

V první polovině měsíce se Slunce nachází ve znamení Střelce, 21. prosince ve 22:48 SEČ vstupuje do znamení Kozoroha; nastává zimní slunovrat, začíná astronomická zima.

Fáze, východy a západy Měsíce

Planety na noční obloze

• Merkur – viditelný ve druhé polovině prosince za soumraku nízko nad jihozápadem
• Venuše – viditelná na sklonku prosince za soumraku nízko nad jihozápadem
• Mars – viditelný po celou noc
• Jupiter – viditelný v první polovině noci
• Saturn – viditelný zvečera nad jihozápadem
• Uran – viditelný po většinu noci kromě rána
• Neptun – viditelný večer nad jihozápadem

Zajímavé úkazy v prosinci 2022

• 1. a 2. prosince – setkání dorůstajícího Měsíce a Jupitera v první polovině noci; nejblíž si budou před půlnocí z 1. na 2. prosince, kdy je budou na nebi dělit asi 4°
• 5. prosince – zákryt Uranu Měsícem na noční obloze; začátek úkazu v 17:38 SEČ, konec v 18:33 
• 7. a 8. prosince – setkání úplňkového Měsíce a Marsu na nočním nebi; nejblíž si budou 8. prosince ráno, kdy dojde k zákrytu planety měsíčním kotoučem; poblíž bude pozorovatelný i Aldebaran a Plejády z Býka
• 8. prosince – zákryt Marsu Měsícem na ranní obloze; začátek úkazu v 6:04 SEČ, konec v 6:58 
• 8. prosince – Mars v opozici se Sluncem
• 10. a 11. prosince – Měsíc poblíž Polluxe z Blíženců na nočním nebi
• 13. a 14. prosince – ubývající Měsíc poblíž Regula ze Lva na noční obloze
• 14. prosince – v noci nastane maximum meteorického roje Geminid
• 18. a 19. prosince – úzký měsíční srpek poblíž Spicy z Panny na ranním nebi
• 21. prosince – Merkur v největší východní elongaci, zhruba 20° od Slunce
• 26. prosince – setkání úzkého měsíčního srpku a Saturnu na večerní obloze nízko nad jihozápadem (asi 4,5°)
• 29. prosince – setkání Merkuru a Venuše na soumrakovém nebi nízko nad jihozápadem (asi 1,5°)
• 29. prosince – setkání dorůstajícího Měsíce a Jupitera na večerní obloze; nejblíž si budou po setmění, kdy je bude dělit přibližně 3,5°

Všechny časové údaje jsou vztaženy k 50. rovnoběžce a středoevropskému poledníku a jsou uvedeny ve středoevropském čase (SEČ). Okamžiky východu či západu nebeských těles však nezávisí pouze na zeměpisných souřadnicích pozorovatele, ale také na úhlové výšce a členitosti obzoru.

Seriál pozorování oblohy vzniká ve spolupráci s Hvězdárnou a planetáriem Brno