„Kdybyste se postavili na libovolné místo na zeměkouli a řekli si, že tam budete zatvrzele čekat na úplné zatmění Slunce, průměrná doba čekání by byla 360 let. Takže není dobrý nápad ta místa hledat náhodně.“ Těmito slovy zahájil Miloslav Druckmüller z Fakulty strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně přednášku Čtvrtstoletí cesty za Sluncem, která mapovala 25 let jeho expedic za úplným zatměním Slunce.
To podstatné se vždy odehraje během chvíle, kdy Měsíc na obloze zakryje Slunce, svět se zešeří a ptáci ztichnou. Chvíle, kdy lze na několik okamžiků úplného zatmění Slunce spatřit pouhým okem sluneční korónu, představuje pro laika úchvatné divadlo. Pro účastníky vědecké expedice VUT je zúročením složitých příprav, značných očekávání naplněných nejistotou a stresem a mnohdy i velkých zklamání. Vše začalo v roce 1999, kdy se MiloslavDruckmüller vypravil s kolegy, kamarády a rodinou za zatměním do Maďarska. „Tehdy jsem si přivezl obrázky pořízené ještě na klasický barevný film, které se ale jen velmi málo podobaly skutečnosti. A protože jsem matematik, pokusil jsem se vytvořit složením několika obrazů s různými expozicemi obraz blížící se realitě,“ vzpomíná MiloslavDruckmüller. Z fotografií pořídil CD s komentářem, které se začalo šířit po světě a přineslo mu seznámení se spoustou zajímavých lidí. Nejvýznamnějším bylo setkání s vědci z Havajské univerzity, které dodalo práci brněnského matematika vědecký rozměr i potřebné finance pro pořádání smysluplných expedic.
MiloslavDruckmüller tak ve své době odhalil laikům krásu Slunce a ve vědecké komunitě znovu rozpoutal zájem o studium této hvězdy prostřednictvím úplných zatmění. Vizualizace koronálních struktur pozorovatelných ve viditelné části spektra patří mezi nejobtížnější problémy astrofotografie. Donedávna platilo, že fotografie není schopna zobrazit koronální struktury pozorovatelné lidským zrakem při zatmění. Během posledních pětadvaceti let se však Druckmüllerovi podařilo sestavit systém počítačových programů založených na nových matematických postupech, umožňujících vytvářet obrazy sluneční koróny, které překonávají možnosti lidského zraku a ve viditelné a infračervené části spektra výrazně převyšují současné možnosti kosmických sond.
Výzkumu zatmění Slunce se věnují odborníci z FSI. | Autor: archiv Miloslava Druckmüllera Při zatmění v roce 2005 se seznámil s Peterem Aniolem, spolumajitelem německé firmy vyrábějící špičkovou astronomickou techniku, a při dalším zatmění Slunce tak dostal do ruky techniku, o jaké se mu do té doby ani nesnilo. „V libyjské poušti jsme měli dokonalou techniku od Petera a na ní digitální kamery řízené už tenkrát počítačem díky mému tehdejšímu doktorandovi Jindrovi Novému, který napsal program pro řízení kamer. Tenkrát to byla absolutní novinka a výsledek předčil má nejsmělejší očekávání,“ vzpomíná Druckmüller. Naprosto zásadní bylo ale setkání se Shadií Habbal z Astronomického institutu Havajské univerzity. „Od začátku jsem Shadii kladl spoustu hloupých otázek, ale časem se ukázalo, že skeptický pohled matematika, který ve všem hledá chyby, může být někdy docela užitečný. Shadia se zabývá hlavně studiem záření těžkých iontů ve sluneční koróně, které je úžasným diagnostickým nástrojem plazmatu sluneční koróny,“ vysvětluje matematik z VUT.
Atraktivnost fotografií tak postupně ustupovala konkrétním vědeckým cílům. „Usilovali jsme o to, aby na nich byly viditelné například indukční čáry magnetického pole, záření určitých prvků nebo jejich iontů a podobně. Zhruba rok před expedicí vymýšlím přesný program výpravy podle toho, co má být výsledkem zpracování dat. S našimi daty pak dále pracují především astronomové a astrofyzici z Havajské univerzity. Náš tým už má na kontě několik docela významných objevů,“ upřesňuje MiloslavDruckmüller. Kromě maďarské „nulté“ mise, kterou si opravdu užil, byly už pro něj všechny následující výpravy velkým stresem. „Měli jsme už zodpovědnost za peníze, které byly do projektu vloženy, a proto jsme nechtěli udělat sebemenší chybu,“ vysvětluje Miloslav Druckmüller, proč se načas přestal expedicí účastnit a zaštiťoval je jen na dálku. Naštěstí se mu podařilo „nakazit“ své kolegy z Ústavu matematiky Janu Hoderovou a Pavla Štarhu. Jana Hoderová v sobě objevila dobrodruha, který ji ponouká pouštět se za velmi nejistých podmínek i do nejnebezpečnějších lokalit, tu na hřbetu koně, tu na rybářském člunu, a podávat stoprocentní výkon i ve značném stresu a časové tísni. A bez Pavla Štarhy jako autora softwaru kamer a mnoha technických vylepšení je dnes jakákoliv expedice nemyslitelná.
K pozorování je potřeba špičková technika. | Autor: archiv Miloslava Druckmüllera Jednou z nejúspěšnějších v historii byla pro brněnský tým expedice v roce 2019, kdy k vytvoření obrazu sluneční koróny nad Jižní Amerikou využil Miloslav Druckmüller 129 snímků z 41 různých přístrojů. Unikátní soubor přístrojů, jejž opět zásadně vylepšil Pavel Štarha, umožnil pořídit do té doby nejkvalitnější data. Následovala temná léta covidová, po nichž se úsilí týmu znovu zúročilo v roce 2023 při zatmění v Austrálii. Jedinečnou sestavu o hmotnosti bezmála 26 kilogramů navrhl a opět realizoval nepostradatelný Pavel Štarha. „Pořídili jsme nové filtry, které na rozdíl od původních nepotřebují termostat a jsou stabilní v obrovském rozsahu teplot. Dalšímu zlepšení pomohla nová optika, a hlavně nové CMOS kamery, díky nimž jsme mohli ukládat desítky obrázků za sekundu, a mají navíc desetinásobně lepší rozlišení než ty původní. Snímky bílé sluneční koróny byly světově naprosto unikátní, stejně jako snímky spektrálních čar iontů železa a argonu. Poprvé se nám podařilo pozorovat devětkrát ionizovaný argon a stojí za to připomenout, že již od roku 2008 pozorujeme ionty železa a niklu. Díky pozorování iontů tak máme v podstatě metodu, jak nepřímo měřit teplotu sluneční koróny, kterou jinak změřit neumíme,“ vyzdvihuje Miloslav Druckmüller přínos expedice.
Odborníci mají za sebou řadu výprav. | Autor: archiv Miloslava Druckmüllera Zatím poslední zatmění v dubnu 2024 v Severní Americe přineslo další technická vylepšení a výsledně dosud nejlepší vybavení. Hlavní skupina s Miloslavem Druckmüllerem a Pavlem Štarhou měla pozorovací místo v Mexiku, zatímco Shadia Habbal, Jana Hoderová, Petr Štarha a tři studenti mechatroniky z FSI zamířili do Arkansasu. Zatmění se odehrálo v maximu jedenáctiletého cyklu sluneční činnosti, a tomu byl přizpůsoben i celý pozorovací program, který umožnil uzavřít sadu pozorování zachycující celý cyklus sluneční činnosti. „Díky úsilí Shadie Habbal se podařilo jako mobilní pozorovací místo získat letadlo NASA schopné létat až dvacet čtyři kilometrů nad zemí. Máme je slíbené na další tři zatmění,“ těší se MiloslavDruckmüller.