Petr Hadrava: Kromě dobrých přístrojů jsou potřeba i dobré nápady

Petr Hadrava: Kromě dobrých přístrojů jsou potřeba i dobré nápady

Fakulta / rozhovor

HR 6819 je název hvězdného systému, ve kterém leží nejbližší dosud známá černá díra. Na jejím odhalení má nemalou zásluhu docent Petr Hadrava z Astronomického ústavu AV ČR. Právě jeho metoda tento objev umožnila. Nejen za tuto práci nedávno získal Cenu Františka Nušla, nejvyšší možné ocenění v oblasti astronomie u nás.

Váš kolega Jiří Grygar, který Nušlovu cenu převzal v roce 2011, o vás řekl, že vynikáte mimo jiné širokým záběrem témat. Zabýváte se modelováním hvězdných atmosfér, studiem dvojhvězd, relativistickou astrofyzikou a také historií astronomie. Co z toho je vám nejbližší?

Každé z těchto témat má pro mě svůj význam a dohromady tvoří jakousi pyramidu. Historie astronomie je cesta ke kořenům oboru a jeho zakotvení v kultuře společnosti. Stelární astrofyzika je jeden z navazujících směrů astronomického výzkumu, do kterého jsem měl dobrou příležitost se zapojit už na střední škole. V Astronomickém ústavu Akademie věd v Ondřejově jsem pracoval na dvoumetrovém dalekohledu, který byl tehdy uváděn do provozu. A relativistická astrofyzika je vrchol, který dosahuje k současným hranicím našeho poznání světa.

Nedávno se vám podařilo tyto hranice posunout o kousek dál. Společně s kolegy z Evropské jižní observatoře (ESO) jste v „blízkosti“ Země objevili černou díru…

Před časem mi při zpracování spekter jednoho objektu vyšlo, že je to trojhvězda, jejíž jedna složka je černá díra. Ve spolupráci s kolegy z ESO jsme v květnu 2020 ukázali, že je to dosud nejbližší známá černá díra. Nachází se v souhvězdí Dalekohledu a je od Země vzdálená přibližně 300 parseků (zhruba tisíc světelných let; pozn. red.). Tento objekt by mohl být klíčem k pochopení dalších podobných. V zahraničí to vzbudilo velký zájem a bylo navrženo také několik alternativních hypotéz. Teď se proto zabýváme nejen studiem této soustavy, ale i několika dalších podobných systémů.

Objekt je prý možné spatřit pouhým okem ze Země. Je to pravda?

Ano, tato hvězdná soustava je téměř dvakrát jasnější, než je udávaná hranice pozorovatelnosti pouhým okem. Nachází se ale na jižní polokouli, takže za jejím pozorováním je potřeba jít na jih od 34. rovnoběžky.

Samotná černá díra se ale pozorovat nedá.

Tato černá díra je opravdu černá, protože na rozdíl od ostatních dnes známých černých děr není ozářená plynem, který by do ní padal. Projevuje se však svým gravitačním působením na hvězdu, se kterou obíhá kolem společného těžiště.

Metodu, která tento objev umožnila, jste prý vyvinul s cílem zvýšit konkurenceschopnost české astronomie vůči světovým observatořím, které jsou přístrojově lépe vybavené. Máme v tomto směru oproti světu velký handicap?

Mým cílem bylo vyvinout efektivní metodu zpracování napozorovaných dat, abychom získali lepší informace o studovaných objektech. Snaha zvýšit konkurenceschopnost nebyla primární, ale těžší podmínky bývají účinnou pobídkou ke hledání nových cest. Východiskem projektu, který nakonec vedl k nalezení oné černé díry, byla naše úvaha s kolegou Stanislavem Šteflem, který tehdy pracoval v ESO, že když použijeme účinnější metodu na velmi kvalitní data, můžeme se v poznání dostat o krok dále. Dnes je Česká republika členem ESO i ESA, takže handicap v přístupu ke kvalitním datům nám nehrozí. Stále ale platí, že kromě dobrých přístrojů jsou potřeba i dobré nápady.

Takže i v malé zemi, jako je ta naše, se dá dělat astronomie na světové úrovni, nebo člověk musí alespoň na nějaký čas za hranice?

Zkušenost ze zahraničních pracovišť je vždy užitečná, a proto naši astronomové jezdí do zahraničí, stejně jako jiní přijíždějí sem k nám. Není však nezbytnou podmínkou, ani zárukou úspěchu, což bývá někdy v protikladu k požadavkům některých grantových agentur. Mezinárodní spolupráci, která má v astronomii dlouhou tradici, je dnes možné velmi efektivně zabezpečit elektronickou komunikací. Podobně i pozorování je možné řídit dálkově z opačné strany zeměkoule.

Je zajímavé sledovat myšlenkové postupy a mnohá bloudění starých astronomů na cestě k pochopení dnes již známých zákonitostí. Na současných hranicích poznání se totiž pohybujeme na podobně nejisté a  neznámé půdě.

Už zaznělo, že se zabýváte také historií astronomie. Společně s manželkou Alenou Hadravovou překládáte spisy významných astronomů rudolfinského období, jako je Johannes Kepler nebo Tycho Brahe…

Těžiště naší práce spočívá spíše ve studiu středověké astronomie v návaznosti na antické kořeny. S manželkou jsme vydali například traktáty o astrolábu mistra Karlovy univerzity Křišťana z Prachatic z počátku 15. století. Pro čtenáře jsou ale možná zajímavější právě spisy rudolfinského období, protože v době raného novověku se již rozvíjí věda v moderním smyslu slova. Musím také podotknout, že vlastní překlady – a v případě středověkých rukopisů napřed jejich čtení – jsou dílem mé manželky, já k nim přispívám spíše interpretací a komentováním z hlediska astronomického smyslu a významu.

Mohou být texty staré více než 400 let v něčem inspirativní i pro současnou vědu?

Astronomické jevy a procesy jsou v mnoha případech velmi pomalé. Historické záznamy o nich mohou poskytovat užitečná svědectví, která nám přesnější pozorování nemohou plně vynahradit. Příkladem jsou zprávy o pozorování nov, u nichž především časový údaj a popřípadě i přibližný údaj o jejich jasnosti při vzplanutí umožňuje v kombinaci s dnešním pozorováním upřesnit modely jejich fyzikální podstaty. Z mého pohledu je ale neméně zajímavé sledovat myšlenkové postupy a mnohá bloudění na cestě k pochopení dnes již známých zákonitostí, protože na současných hranicích poznání se pohybujeme na podobně nejisté a neznámé půdě.

Zmínil jste přístroj astroláb. K čemu sloužil?

Astroláb je mnohostranný přístroj, zděděný již z antiky. Sloužil k astronomickým, navigačním i geodetickým měřením, k astronomickým výpočtům i k demonstračním účelům.

Co bylo při práci s texty Křišťana z Prachatic nejobtížnější?

Asi nejobtížnější byla sama práce s rukopisy a vytvoření edice. Edice se zakládá na znalosti desítek opisů práce, které bylo třeba v mnoha evropských knihovnách identifikovat, přečíst, zkolacionovat a vybrat vždy pokud možno nejlepší „čtení“ mezi všemi rukopisnými variantami daného místa. Můj příspěvek spočíval ve vytvoření statistické metody, s jejíž pomocí jsme zjistili četnost různočtení, a mohli se tak pokusit stanovit závislosti jednoho rukopisu na druhém. Kromě toho jsem vytvořil počítačové animace jednotlivých kroků při konstrukci astrolábu, jak ji Křišťan popisoval. Z hlediska kulturněhistorického i literárněvědného je zajímavé zjištění, že Křišťanovy traktáty o stavbě a užití astrolábu byly vůbec prvními texty, které kdy vyšly tiskem, a to v Perugii v 15. století. Křišťanovo jméno – coby heretika z husitských Čech, nepřijatelného pro katolickou Evropu – však bylo zatajeno a texty byly neprávem přiřčeny jiným autorům.

Národní památkový ústav nedávno vydal knihu věnovanou svatováclavské rotundě, jejíž pozůstatky byly v roce 2004 objeveny v budově Matfyzu na Malé Straně. Do publikace jste přispěl kapitolou, která se zabývá astronomickou orientací této významné památky.

Pro mě je toto téma velmi osobní, protože celý život bydlím necelých sto metrů od této rotundy. Historické prostředí Malé Strany mě v dětství vedlo k zájmu o architekturu, než mě vliv petřínské hvězdárny zlákal k fyzikálním vědám. Mezi starousedlíky žila pověst o malostranské mučírně spojené se svatováclavskou legendou (legenda říká, že když kolem malostranské mučírny projížděl povoz s tělem zavražděného knížete Václava, jenž mířil ze Staré Boleslavi na Hrad, vězni byli božskou mocí zbaveni okovů a vyvedeni ze žaláře, na památku tohoto zázraku měl být na místě zbudován kostel; pozn. red.). Objev románské rotundy, která je ve shodě s textem legendy Oriente iam sole, a jedinečná příležitost přispět také svojí trochou do mlýna tohoto odhalení, je tak pro mě milým návratem.

Jaké znalosti a představy o obloze a jevech, které se na ní odehrávají, měla společnost v době vzniku rotundy?

Stručně řečeno spíše chabé. 11. století bylo pro křesťanskou Evropu počátkem znovuobjevování pozapomenutých antických znalostí, a k tomu docházelo převážně v jižní Evropě a v interakci s arabskou vědou. O situaci u nás máme jen velmi málo dokladů.

Nakolik náročný byl váš průzkum?

Vlastní měření orientace rotundy provedli archeologové. Mým úkolem byl výpočet astronomického významu této orientace, což je poměrně jednoduchá úloha sférické trigonometrie a nebeské mechaniky. Bylo ovšem třeba vzít v úvahu také vlastnosti juliánského kalendáře.

Jaký obraz se tedy promítá do prostorové polohy a orientace rotundy?

Výběr polohy pro stavbu malostranské rotundy byl v podstatě předem omezen do blízkosti místa, kde mělo dojít k zázraku při převážení ostatků sv. Václava na Hrad. Jistý manévrovací prostor tedy stavitelům dávala pouze volba orientace rotundy. Ukázalo se, že stavba byla orientovaná k západu Slunce 28. září a 4. března, což jsou svátky sv. Václava, jemuž byla rotunda zasvěcena. V křesťanské architektuře je obvyklejší orientace na východ Slunce. V případě malostranské rotundy ovšem mohla mít vliv skutečnost, že stavba připomínala událost, k níž došlo v noci.


Mohlo by vás také zajímat:

Michaela Valachová: K meteorologii mě přivedla skautská výzva
Vítěz České hlavičky: Astronomie je srdcovka
Mraky řádek kódu. Absolvent Matfyzu pomáhá ve světě stavět velké teleskopy

doc. RNDr. Petr Hadrava, DrSc. (* 1951)

Vystudoval teoretickou fyziku na Matematicko-fyzikální fakultě UK. Řadu let pracoval ve Stelárním oddělení Astronomického ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově, od roku 2004 působí v pražské části ústavu. V letech 1997–2001 byl hostujícím profesorem na univerzitě v norském Trondheimu. Řadu let externě přednáší na MFF UK. Zabývá se stelární astrofyzikou, zejména modely hvězdných atmosfér, spektroskopií a fotometrií dvojhvězd, dále relativistickou astrofyzikou, hlavně teorií přenosu záření v obecné relativitě. Je autorem nebo spoluautorem více než 170 vědeckých prací. Vytvořil mj. program FOTEL pro řešení světelných křivek dvojhvězd. Jeho metoda tzv. rozmotávání spekter dvojhvězd (spectra disentangling) a program KOREL pro její uplatnění jsou ve světě široce využívány. Společně s manželkou Alenou Hadravovou vydali latinské edice a komentované překlady z dějin středověké a raně novověké astronomie, jako jsou Přístroje obnovené astronomie Tychona Braha, Keplerův Sen neboli Měsíční astronomie, Hvězdný posel Galilea Galileiho, Keplerova Rozprava s Hvězdným poslem, Sféra Johanna de Sacrobosco či Stavba a Užití astrolábu Křišťana z Prachatic. Je držitelem několika ocenění, jako je Littera astronomica (2016), Čestná oborová medaile Ernsta Macha (2016) nebo Cena Františka Nušla (2020).