Česká astronomická společnost

Měsíce Marsu

Marsovy měsíce Phobos (28 x 22 x 18 km) a Deimos (16 x 12 x 10 km) jsou nepravidelného tvaru a patří k nejmenším měsícům ve Sluneční soustavě. Navíc obíhají blízko planety: Phobos 9400 km, Deimos 23 500 km od Marsu. Tomu odpovídají i krátké oběžné doby: u Phobosu 7 h 39 min, u Deimosu 30 h 18 min (pozn. 1). Mars dosahuje v opozici jasnosti od -1 do -2,8 mag (podle vzdálenosti od Země a od Slunce). Phobos (+11,6 mag) a Deimos (+12,7 mag) snadno zaniknou v záři blízkého Marsu. Ze Země jsou oba měsíce vidět jako slabé hvězdičky; o jejich skutečném vzhledu máme informace teprve od kosmických sond.

Vlastní pozorování

Dobře známý vzorec pro výpočet mezní hvězdné velikosti v dalekohledu říká M = 1,5 + 5 log D, kde D je průměr objektivu v milimetrech a M mezní hvězdná velikost v magnitudách (pozn. 2). Vzorec ale platí za jisté, většinou nevyslovované podmínky: pozorovaná hvězda je daleko od jiných zdrojů světla, které se uplatní jako rušivé. Ačkoli by ke spatření Phobosu měl stačit dalekohled o průměru 10 cm a Deimosu dalekohled o průměru 15 cm, je ve skutečnosti potřeba dalekohled mnohem větší. Do r. 1877 nikdo netušil, že kolem Marsu obíhají nějaké měsíce. Podobně do vynálezu dalekohledu lidstvo nevědělo o 4 nejjasnějších Jupiterových měsících, ačkoli ty by podle své jasnosti měly být viditelné pouhým okem. Blízkost jasného Marsu způsobuje, že lépe je pozorovatelný slabší ale vzdálenější Deimos.

Pozorování těchto měsíců velmi usnadní přesná znalost jejich polohy. To je něco, co v našich končinách dlouho chybělo, protože Hvězdářská ročenka je neuvádí. Dnes máme díky internetu volně šiřitelný program Cartes du Ciel. K němu se dá doinstalovat modul "Planet Satellites" (ftp://ftp.funet.fi/pub/astro/progs/pc/win32/starmap/cdc/cdcsatxy.exe). Existuje také univerzální internetový simulátor na adrese http://space.jpl.nasa.gov/.

Další prostředek, který velmi zvýší naši šanci spatřit Marsovy měsíce, je zakrytí samotného Marsu vhodnou clonkou ve společné ohniskové rovině objektivu a okuláru. Existuje celá řada návodů, jak to konkrétně udělat. Některé najdete v níže uvedených článcích ve Sky and Telescope. V České republice úspěšně pozoroval Marsovy měsíce Ing. Zdeněk Řehoř r. 2003. Spatřil je už dalekohledem o průměru 25 cm. Journal of ALPO uvádí, že roku 2001 se podařilo spatřit Deimos už 20cm a Phobos 40cm dalekohledem (autor článku Roger Venable).

Navzdory úsilí se ale Phobos nebo Deimos zdaleka vždy spatřit nepodaří. Často i bez viditelné příčiny. Které faktory ovlivňují jejich pozorovatelnost?

Určitě jsou to pozorovací podmínky. Ne každou noc je obloha stejně průzračná. A ne vždy jde průzračnost jednoduše určit jako "mezní hvězdnou velikost okem" — zejména za neklidných, nebo dokonce oblačných nocí při rychlém proudění v horních vrstvách atmosféry. Dalším nevypočitatelným prvkem je seeing; je to vlastně "nejjemnější projev počasí", při astronomickém pozorování ovšem často významný. Slabé bodové zdroje světla v důsledku seeingu blikají, protože se střídavě zjasňují a zeslabují. V okamžiku největšího zesílení nemůžeme při horším seeingu vidět slabší hvězdy. Neplatí to ale jednoduše a donekonečna. Roli hraje také únava zraku pozorovatele, na kterou mají vliv teplota okolí, poloha pozorovatele při pozorování, to, jestli pozorovatel používá paralaktickou montáž s pohonem nebo azimutální bez pohonu, zdravotní stav, věk i individuální vlastnosti. A samozřejmě zkušenost. Pomůže i větší výška nad obzorem.

Důležité jsou také vlastnosti použitého dalekohledu. Kromě průměru objektivu, který určuje dosah v magnitudě a maximální rozlišení fyzikálně dokonalé optické soustavy, je to také kvalita celého dalekohledu neboli to, jak se reálný dalekohled blíží fyzikálně dokonalému (vzhledem k potřebám oka a pozorovaného objektu). Při větším zvětšení je výstupní pupila dalekohledu menší, čímž se zmenší světelnost vzhledem k plošným předmětům, zatímco světlenost vzhledem k bodovým předmětům zůstane stejná. Tím ztmavne pozadí oblohy (a do jisté míry i samotný Mars) a prakticky bodové měsíčky se stanou kontrastnějšími vůči pozadí. Na kontrast mají vliv i optické prvky dalekohledu. Větší počet optických ploch — rozhraní sklo-vzduch — znamená větší počet reflexů a větší ztráty světla v optické soustavě. Reflexy a ztráty světla lze potlačit antireflexními vrstvami, reflexy také větším počtem vhodně umístěných clon v dalekohledu. Někteří pozorovatelé (především optici) považují právě počet ploch za rozhodující faktor, který může velmi snížit šanci na spatření Marsových měsíců, a proto doporučují používat okuláry s menším počtem čoček. Tato rada je sice správná; v praxi jsou však často drahé širokoúhlé okuláry vyrobené nedávno a vybavené kvalitními moderními antireflexními vrstvami. Zato staré Kellnerovy (a podobné) okuláry mohou pocházet z kořistní techniky ještě z Druhé světové války nebo z rozbitých starých triedrů — a ty třeba ani žádné antireflexní vrstvy nemají. Reflexy jimi způsobené tak mohou být stejně velké, jako reflexy složitých drahých nových okulárů.

Rozhodující je podle mého názoru mnohem jednodušší efekt: a tím je vzdálenost Marsu od Země a od Slunce. Roku 2003 byl Mars v periheliu a nacházel se 0,37271 AU (55 756 622 km) od Země. Tehdy ho pozoroval Zdeněk Řehoř 25-cm dalekohledem s použitím clony zacloňující Mars. Letos byl Mars nejblíže k Zemi 27. ledna 2010 a to 0,66398 AU (99 330 000 km). To je prakticky ve dvojnásobné vzdálenosti. Navíc byl také dál od Slunce, protože 31. března bude Mars v afeliu. Jestliže je nějaký objekt od nás 2x dál a my ho chceme vidět stejně velký, musíme použít 2x větší zvětšení. Protože ale potřebujeme také více světla a výkon dalekohledu je omezen difrakcí světla, potřebujeme také 2x větší průměr objektivu, aby obraz měl i ostatní vlastnosti stejné jako v roce 2003. Větší výška nad obzorem nám sice bude pomáhat, ale větší vzdálenost Marsu od Slunce bude působit naopak nepříznivě. Nejde o spatření samotného Marsu, jeho jasnost pouze poklesla z -2,8 mag na -1,0 mag, ale o jeho slabé a blízké měsíce. Jestliže tedy r. 2003 stačil dalekohled o průměru 25 cm, dnes budeme potřebovat 50 cm, i když se nedá vyloučit úspěšné pozorování i menším, než 50cm dalekohledem.