Astronomie v 19. století

Konec 18. století a začátek 19. století přinesl první úspěchy v oblasti výzkumu hvězdného vesmíru. Bylo shromážděno velké množství informací o hvězdách, jejich jasnostech a jejich pohybu v prostoru.

Značnou měrou se o to zasloužil vynikající anglický (původem z Německa) astronom Frederick William Herschel (1738 - 1822). Pro svá astronomická pozorování si postavil vlastní dalekohledy; ve zhotovování zrcadlových dalekohledů byl daleko vepředu před ostatními výrobci. Jeho nejlepším dalekohledem byl reflektor, jehož zrcadlo mělo průměr 122 cm a ohniskovou vzdálenost 12 metrů, a který dokončil v roce 1789. Herschel, který objevil planetu Uran (1781), její dva měsíce a dva měsíce Saturnu (Mimas a Enceladus), se zasloužil zejména o výzkum dvojhvězd a jeho významným počinem bylo potvrzení pohybu Slunce a určení směru tohoto pohybu.
Po objevu planety Uranu se zájem astronomů obrátil k hledání planety předpokládané mezi drahami Marsu a Jupitera. Místo velké planety ale objevili menší tělesa - planetky. První z nich (Ceres) byla objevena italským astronomem Giuseppe Piazzim (1746 - 1826) v první den nového století, následovaly v roce 1802 (Pallas), 1804 (Juno) a 1807 (Vesta). První planetka, Ceres, ale byla po svém objevu nějaký čas uznávaná jako planeta. Teprve po nalezení dalších planetek jí bylo toto "privilegium" odebráno a planetky byly považovány za trosky dřívější velké planety. Dnes se sice počet planetek odhaduje v řádu miliónů, ale jejich souhrnná hmotnost ani zdaleka nedosahuje hmotnosti nejmenších planet sluneční soustavy.
Největším úspěchem nebeské mechaniky v 19. století byl objev planety Neptun. Na základě poruch v pohybu planety Uran. Její polohu vypočítali francouzský astronom Joseph Leverrier (1811 - 1877) a anglický matematik John Adams (1819 - 1892). A 25. září 1846 Neptun objevil v souhvědí Kozoroha německý astronom Johann G. Galle (1812 - 1910), a to téměř přesně v místě, které označil Leverier. Odchylka byla pouhých 52 obloukových vteřin; Neptun se tak stal jedinou planetou, kterou "objevili" teoretikové a jeho objev byl velkým triumfem Newtonovy gravitační teorie. Polohu neznámé planety sice vypočetl Adams o osm měsíců dříve než Leverrier (ten svůj výpočet zveřejnil v červnu 1846), ale jeho výpočtům nevěnovali ředitelé cambridgské ani greenwichské observatoře žádnou pozornost.
V první polovině 19. století se podařilo na základě přesných pozorování změřit paralaxu několika hvězd, což byl začátek přesného určování vzdáleností hvězd. Tento úspěch byl spojen s pracemi několika astronomů: ruského V. J. Struveho (1793 - 1864), německého F. W. Bessela (1784 - 1846) a anglického T. Hendersona (1798 - 1844). Struvemu se po čtrnáctiměsíčním měření (jež probíhala v letech 1835 a 1836) podařilo změřit velikost paralaxy hvězdy Vegy v souhvězdí Lyry. V měřeních sice pokračoval až do roku 1837, ale paralaxu se mu nepodařilo zpřesnit. V roce 1838 změřil Bessel paralaxu hvězdy 61 v souhvězdí Labutě a později oznámil Henderson změření paralaxy alfa Centauri. Hendrson svá měření prováděl na observatoři na Mysu Dobré naděje v jižní Africe; tato observatoř byla po dlouhou dobu jediným centrem astronomických pozorování na jižní polokouli.
Druhá polovina 19. století je charakteristická rychlým rozvojem přístrojové techniky a nástupem astrofyziky. Astrofyzika vznikla především jako důsledek uplatnění výzkumů Gustava Roberta Kirchhoffa (1824 - 1887) a Roberta Wilhelma Bunsena (1811 - 1899), kteří zjistili vztah mezi spektrálními čarami a chemickým složením zdroje světla. Ale spektrální čáry ve slunečním spektru pozoroval již počátkem 19. století Joseph Fraunhofer (1787 - 1826). Spektrální analýza se pak stala rozšířenou metodou výzkumu a využívala se také pro studium pohybu hvězd (když se využíval Dopplerův princip, objevený v roce 1842, na posun spektrálních čar ve spektru). Ze studia spektrálních čár se tak dařilo získat mnohem více informací - chemické složení zdroje světla, teplotu zdroje světla, vlastnosti magnetického pole a další. Ke vzniku astrofyziky přispěl také rozvoj astronometrické fotometrie a zavedení fotografických metod do astronomie. Rozvoj fotometrie umožnil zpřesnit klasifikaci hvězd podle podle zdánlivých hvězdných velikostí a hlavní přínos fotografií tkvěl v tom, že na fotografických deskách mohly být porovnávány pozice vesmírných těles v různých časových obdobích. A delší expozice přispěla k tomu, že mohly být zachyceny objekty s nižší jasností, naž mohly být zaznamenány přímým pozorováním. (Mimochodem první daguerrotypie Měsíce byla pořízena 2. ledna 1839, tedy pět dní předtím, než byl tento vynález Louisem Daguerrem /1787 - 1851/ oznámen francouzské Akademii věd a první kvalitní fotografie Slunce byla pořízena v roce 1845.) Druhá polovina století se také zasloužila o studium objektů ležících mimo naši Galaxii (jako první vyfotografoval americký astronom William C. Bond /1789 - 1859/ v roce 1850 hvězdu Vegu) a koncem století se podařilo aplikovat fotografii do výzkumu mlhovin.
Významným přínosem k vylepšení astronomických dalekohledů bylo odstranění optických vad objektivů. Anglický optik John Dolland (1706 - 1761) odstranil barevnou vadu tím, že spojil konkávní čočku vyrobenou z olovnatého skla s konvexní čočkou vyrobenou z flintového skla s mírně nižší hustotou (achromatické čočky). A další vylepšení přišlo v roce 1805, kdy švýcarský sklář Pierre Louis Guinand (1748 - 1824) přišel s novou metodou míchání skloviny, která byla zbavena do té doby běžných bublinek. Guinand tak mohl vyrábět čočky většího průměru; doposud bylo možné vyrábět opticky kvalitní čočky jen do průměru kolem 6 cm. Guinand poté působil v Německu, mj. spolupracoval s Fraunhoferem, a později se nová technika výroby skla rozšířila do Francie a Anglie. Současně se začaly v Evropě stavět dalekohledy (refraktory) s většími průměry objektivů. Nové přístroje byly součástí observatoří, které se od počátku stoeltí začaly stěhovat ven z velkých měst. Mezi nejvýznamější observatoře se zařadila Pulkovská hvězdárna, budovaná od 30. let 19. století
Převahu evropských astronomických přístrojů zmínil v roce 1825 také americký prezident John Quincy Adams (1767 - 1848), který uvedl, že zatímco v Evropě je 130 přístrojů, Amerika má jen několik kusů. Díky jeho iniciativě se tak i do amerických observatoří dostávaly nové přístroje dovezené z Evropy. Například v roce 1847 byl refraktor s patnáctipalcovým objektivem zprovozněn na Harvard College Observatory v Cambridge (Massachusetts), která byla založena v roce 1839; dalekohled zakoupený za prostředky získané z darů občanů Bostonu byl poprvé použit k pozorování Měsíce 24. června 1847. Tento přístroj byl následujících dvacet let vůbec největším používaným čočkovým dalekohledem. V roce 1888 se titul "největší refraktor" vrátil zpět do USA, když na Lickově observatoři byl zprovozněn refraktor o průměru 36 palců (asi 91 cm) a v roce 1897 se přesunul, a dodnes zůstal nepřekonán, na Yerkesovu observatoř Chicagské univerzity ve Williams Bay (Wisconsin), kde byl instalován dalekohled s průměrem objektivu 40 palců (101,6 cm). Hmotnost pohyblivých částí dalekohledu dosáhla 20 tun. Pro pařížskou světovou výstavu v roce 1900 byl sice postaven refraktor s objektivem o průměru 125 cm, ale po výstavě nebyl nikdy uveden do provozu. Další vývoj pak vedl cestou velkých zrcadlových dalekohledů (reflektorů); první z takových velkých dalekohledů byl postaven v roce 1908 na americké observatoři na Mount Wilsonu a průměr jeho zrcadla byl 152 cm. Ve své době to byl největší dalekohled na světě a jím pořízené snímky byly dlouho dobu využívané pro astronomická zkoumání.
Devatenácté století také ve větším měřítku zahájilo mezinárodní spolupráci na poli astronomie. Jedním z prvních větších projektů spolupráce observatoří bylo fotografování oblohy s cílem vytvořit mapu celé hvězdné oblohy - Carte du Ciel. Projekt nové mapy hvězdné oblohy byl schválen na kongresu astronomů, který se sešel v Paříži v roce 1887; k tomu malá poznámka: ve stejném roce napsal francouzský chemik a politik Marcellin Berthelot (1827 - 1907), že "Vesmír je už bez tajemství!" Dalším mezinárodním projektem (časově předcházející projektu Carte du Ciel) bylo pozorování přechodu Venuše přes sluneční kotouč v roce 1874 a 1882. Přesné pozorování průběhu přechodu z různých míst Země může být kromě jiného použito ke zpřesnění výpočtu vzdálenosti Země od Slunce. Například astronomové z britské Greenwichské observatoře tento jev v roce 1874 sledovali z pěti různých míst světa, mj. z Honolulu, Théb či Kapského Města. (Pro doplnění: přechody Venuše přes sluneční disk se vyskytují po více než sto letech a vždy dva v průběhu zhruba osmi let; nejbližší přechod bude v roce 2012, když předchozí byl v roce 2004.)

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] R. Čeman, E. Pittich: Vesmír 1 Sluneční soustava, Mapa Slovakia Bratislava 2002
[2] J. Grygar, Z. Horský, P. Mayer: Vesmír, Mladá fronta, Praha 1979
[3] J. G. Perel: Dějiny představ o vesmíru, Nakladatelství politické literatury, Praha 1964
[4] http://www.aip.org/history/cosmology/tools/tools-refractors.htm[5] http://www.cfa.harvard.edu/hco/grref.html[6] http://astro.mff.cuni.cz/historie/defaultse3.html[7] http://www.nmm.ac.uk/explore/astronomy-and-time/astronomy-facts/history/astronomy-in-the-19th-century

-----
Příště: Sovětské raketové letouny; plánované zveřejnění: 22.8.2011.