Astroklima Kraví hory
Doc. RNDr. Zdeněk Mikulášek, CSc.,
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Masarykovy univerzity
Brňané ani brněnští astronomové a jejich studenti neměli do roku 1955 k dispozici žádnou observatoř vybavenou patřičně velkým dalekohledem se spolehlivou montáží. S tím se ale nespokojilo několik desítek nadšenců, kteří v roce 1946 založili Společnost pro vybudování hvězdárny v Brně, což se také o pár roků později podařilo. Na tehdy lysém kopci na okraji Brna na Kraví hoře byla otevřena dvojice menších observatoří...
Nutno uznat, že jejich volba byla velmi šťastná. Hvězdárny na Kraví hoře byly v dosahu městské dopravy, staly se místem častých procházek Brňanů, navíc v blízkosti Přírodovědecké fakulty, kde sídlil Astronomický ústav univerzity. Obloha zde byla temná a výhled v astronomicky nejzajímavějším jihozápadním směru zcela perfektní.
Každá z identických kamenných budov měla jiné předurčení. První pozorovatelna — východnější, byla hned od počátku chápána jako popularizační zařízení, takže se stala jádrem rozsáhlého komplexu dnešní Hvězdárny a planetária Mikuláše Koperníka v Brně. Druhá z observatoří, určena pro výzkum, připadla brněnské Masarykově univerzitě. Proto také byla hned od počátku vybavena špičkovou pozorovací technikou, především pak rozměrným zrcadlovým dalekohledem o průměru objektivu šedesát centimetrů, jenž se stal do roku 1967 největším československým astronomickým přístrojem. Dalekohled byl zaměřen zejména na přesnou fotoelektrickou fotometrii, proto byl vybaven fotonásobičem anglické firmy EMI, kterým bylo možné získávat mimořádně přesná a spolehlivá data o jasnostech nejrůznějších objektů, především hvězd.
Původní brněnská hvězdárna z roku 1954, dnes jedna z pěti kopulí zdobících Kraví horu. V popředí sluneční hodiny, které představovaly základní kámen velkého planetária. Foto Pavel Gabzdyl.
Městská observatoř na Kraví hoře ovšem měla a má oproti lépe umístněným observatořím řadu nevýhod. Především poměrně malou nadmořskou výšku — pouhých 310 metrů nad mořem, což znamená málo bezoblačných nocí. Během roku jich lze napočítat asi šedesát, dobré tři pětiny z nich ovšem nejsou vhodné pro jakákoli přesná fotometrická měření (tj. měření jasností hvězd). Pozorovací podmínky se totiž během takových nocí dramaticky mění a získané výsledky většinou putují rovnou do koše. Do kategorie tzv. fotometrických nocí, které jsou klidné a vhodné i pro náročná pozorování, tudíž v průběhu kalendářního roku spadají nanejvýš tři desítky nocí.
Tak tomu bylo i v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století, kdy se na univerzitní hvězdárně započala skvělá řada fotoelektrických pozorování zákrytových dvojhvězd i jiných proměnných objektů. Tato pozorování byla vedena s maximální péčí, což mj. znamenalo, že se každou pozorovací noc měřila i tzv. extinkce, čili neprůhlednost brněnské atmosféry. Zcela mimoděk tak vznikla unikátní řada pozorování, která dokumentuje, jak se v průběhu desetiletí měnilo astroklima nejen nad Kraví horou ale i zbytkem Brna.
Je zřejmé, že v šedesátých letech 20. století byly fotometrické noci temné, na hvězdné obloze nad Kraví horou byste načítali až 2500 hvězd. S postupem času se ale zdejší astroklima začalo zhoršovat, ten trend vlastně pokračuje i v současnosti. Dnes zde zahlédnete nanejvýš několik stovek hvězd, pozorování galaxií, mlhovin, komet či meteorů je velmi obtížné a pro náhodného návštěvníka Hvězdárny takřka nemožné. V žádném případě to ale neznamená konec pozorování na Kraví hoře. Dnešní pozorovací technika dokáže vliv zhoršeného astroklimatu do značné míry eliminovat či aspoň potlačit. To, co ovšem zcela vzalo za své, je kouzlo krásné temné hvězdné oblohy se skvoucím pásem Mléčné dráhy a tisíci hvězd za jasné bezměsíčné noci. Něco takového mohou dnes návštěvníci brněnské hvězdárny spatřit jen na umělé obloze v projekční kopuli zdejšího planetária.
Co se vlastně stalo, v čem tkví příčina tohoto neradostného vývoje? Tak především, Kraví hora už dávno neleží leží na okraji města. Brno se v posledních desetiletích neobyčejně rozrostlo, do podoby průmyslového i kulturního centra jižní Moravy s patřičnou infrastrukturou, průmyslem, službami, sportovními areály i zemědělstvím. Hvězdárnu obklíčilo, a ta se tak ocitla v bezprostřední blízkosti středu metropole.
Otázkou ale zůstává, kdo se konkrétně podepsal na současném neútěšném vzhledu noční oblohy nad Kraví horou. Jsou na vině průmyslové exhalace z brněnských podniků, či o několik řádů hustější automobilový provoz, může za to předimenzované veřejné osvětlení, či rozvinuté zemědělství v přilehlých okresech, likvidace zelených ploch a bytová výstavba nebo jsou ve hře další faktory, které ještě nebyly zmíněny?
Mnohé z těch spekulací mohou vypadat docela pravděpodobně, mnohem poctivější by ale bylo vyjít z nějaké solidní astroklimatické studie opírající se o objektivně zjištěné pozorovací řady pokrývající několik desítek let. Taková studie skutečně existuje, a opírá se o již zmíněná měření extinkce (tj. neprůhlednosti) zemské atmosféry v letech 1962 až 1995 na městské observatoři na Kraví hoře v porovnání s vysokohorskou observatoří na Skalnatém plese.
Hvězdárna a planetárium Mikuláše Koperníka v Brně se za posledních šest desetiletí ocitla v obklíčení vilové zástavby. Jak asi bude vypadat její budoucnost? Foto archiv Hvězdárny.
Právě ona ukázala, že se průhlednost zemské atmosféry nad Kraví horou skutečně mění, a to především v důsledku změn koncentrace prachových částic (o velikosti řádově mikrometrů). Během kalendářního roku zaprášenost ovzduší víceméně monotónně roste, a to až do konce září, pak ale do Evropy vpadne takřka bezprašný arktický vzduch a situace se dočasně rychle zlepší. Vzápětí se ale začne cyklus opakovat a koncentrace prachových částic opět pozvolna naroste. Z odborné studie však vyšlo jiné překvapivé zjištění: v průběhu posledních několika desetiletí k žádnému výraznému zvyšování koncentrace prachových částic nedošlo. Jinak řečeno, ovzduší nad Kraví horou (i Brnem) je stále stejně zaprášené. Nezávisle na hospodářském i kulturním rozvoji moravské metropole. Důvody, proč se astroklima Kraví hory zhoršuje, tedy musí být jiné.
Dobrým měřítkem kvality hvězdné oblohy je také počet hvězd viditelných na obloze. Pokud bychom dokázali, aby zemská atmosféra nad Brnem úplně zmizela, pak na temném nebi bez dalekohledu spatříme až pět tisíc hvězd. Zemská atmosféra však světlo hvězd zeslabuje, proto za ideálních podmínek někde v horách zahlédneme "jenom" tři tisíce hvězd. V Brně je situace samozřejmě horší. Vezmeme-li v úvahu vliv extinkce, měl by se počet hvězd pozorovatelných pouhýma očima nad Kraví horou teoreticky měnit v rozmezí od jednoho do dvou tisíc. Realitou však zůstává, že zde s bídou uvidíme dvě až tři stovky hvězd. Jejich počet totiž kromě průhlednosti atmosféry ovlivňuje i jas hvězdné oblohy, tedy faktor, jenž se rok od roku stále zhoršuje.
Snad každý zvídavý pozorovatel velmi dobře ví, jak silně je vzhled hvězdné oblohy ovlivněn přítomností a fází Měsíce. Pokud je v úplňku, pak se můžete rozloučit s pozorováním slabých komet, meteorických rojů či galaxií. Hvězd na obloze rovněž výrazně ubude. Na vině je zejména rozptýlené světlo Měsíce, které zvyšuje jas hvězdné oblohy. Svou roli zde ovšem sehrává i průhlednost zemské atmosféry — čím je vyšší, tím vyšší bude množství rozptýleného světla a tím i nežádoucí jas oblohy.
Jak asi bude vypadat brněnská Hvězdárna a obloha nad Kraví horou za padesát roků? Nechejme se překvapit! Foto Rudolf Novák.
Markantně se vliv Měsíce — jakožto zdroje parazitního zdroje světla — projeví například během úplného zatmění, kdy se ve velmi krátké době jas Měsíce v úplňku dočasně mnohonásobně sníží. V té době se na obloze objeví až dvojnásobek hvězd než předtím, aniž by se jakkoli změnily ostatní pozorovací podmínky. S tímto vlivem Měsíce se však všeobecně počítá a astronomové některá pozorování s Měsícem na obloze prostě vůbec neplánují.
V případě Kraví hory však Měsíc hlavní zdroj světla nepředstavuje. Mnohem vydatnějším zdrojem "světelného" znečištění je samotné město Brno. Zejména nevhodně zkonstruovaná svítidla veřejného osvětlení, nekrytých sportovních ploch a reflektorů osvětlujících brněnské památky nebo dvory se stavebním materiálem. Značná část jejich světelného výkonu totiž bez užitku uniká do kosmického prostoru. Část tohoto světla se však rozptýlí na prachových částečkách a vrátí se k nám v podobě rozptýleného světla noční oblohy, v němž mizí i světlo slabších hvězd. Přesná měření dokonce ukazují, že na Kraví hoře nikdy nenastává ani pouhá "nautická noc". Ta jinde v přírodě začíná v době, kdy je Slunce alespoň dvanáct stupňů pod obzorem.
Hlavní příčinou nedobrého vývoje astroklimatu Kraví hory je tedy "pouhé" mrhání elektrickou energií, k němuž dochází v důsledku svícení směrem nahoru. Pokud se ho vyvarujeme, pak nejen že ušetříme, ale jako prémii si budeme moci znovu vychutnat nádheru skutečně temného nebe plného hvězd. A hvězdy budou zas jak ty sedmikrásky nad Brnem.
Mikulasek, Z.; Papousek, J.; Tremko, J.; Vetesnik, M.; Ziznovsky, J.; At-mospheric extinction at the Brno and Skalnate Pleso Observatories, Contri-butions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, vol. 30, no. 2, p. 89-98; vol. 31, no. 2, p. 90-118; vol. 33, no. 1, p. 21-28
