Astronomický ústav Akademie věd České republiky

Astronomický ústav Akademie věd České republiky

 

Astronomický ústav Akademie věd České republiky (AsÚ) je vedoucí vědeckou institucí v oblasti astronomie a astrofyziky v České republice. Předmětem hlavní činnosti AsÚ je vědecký výzkum a vývoj v oblastech astronomie a astrofyziky, zahrnující zejména vznik, vývoj, dynamiku a fyzikální vlastnosti hvězd, hvězdných soustav a relativistických objektů, výzkum Slunce, sluneční aktivity a jejích vlivů na procesy na Zemi a v meziplanetárním prostoru, výzkum nejbližšího okolí Země, dynamiky přirozených a umělých těles Sluneční soustavy a výzkum meziplanetární hmoty a její interakce s atmosférou Země.

Ústav byl zřízen 1.  1.  1954 z Astrofyzikální observatoře a Laboratoře pro měření času, které byly vytvořeny o rok dříve z Ústředního ústavu astronomického po jeho začlenění do Československé akademie věd. Je tak přímým pokračovatelem vědecké tradice hvězdárny vystavěné v roce 1722 v pražském Klementinu – pozdější Státní hvězdárny – a observatoře v Ondřejově, založené J. J. Fričem v roce 1898. Od roku 2007 je ústav veřejnou výzkumnou institucí (v. v. i.) ve smyslu zákona č. 341/2005 Sb.

AsÚ dlouhodobě dosahuje vynikajících vědeckých výsledků a úspěšně se uchází o grantové prostředky jak tuzemských tak zahraničních (především evropských) poskytovatelů. Naši pracovníci mají vysokou publikační aktivitu a odborné texty otišťují v nejlepších světových vědeckých periodikách nevyjímaje prestižní časopisy Nature a Science. V nedávném hodnocení jednotlivých ústavů Akademie věd jsme se umístili na první příčce žebříčku.

Na domácí půdě se podílíme na magisterském a doktorském vzdělávání studentů na několika českých univerzitách, zejména pak na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze, s níž má ústav společnou akreditaci v oboru astronomie a astrofyzika, což vytváří příznivé podmínky pro získávání mladých talentů pro práci ve vědě a výzkumu. Budujeme vysoce úspěšnou národní bolidovou síť pro zaznamenávání pádů meteoritů a věnujeme se i popularizaci oboru pro veřejnost a pro mládež.

Ústav se významným způsobem angažuje i v mezinárodním kontextu: zapojujeme do činnosti Evropské jižní observatoře (ESO), kde naši pracovníci úspěšně soutěží o pozorovací čas na největších dalekohledech světa a navíc provádíme vlastní pozorování na dánském dalekohledu v Chile, jehož modernizaci ústav zajistil; Ondřejov se stal sídlem jednoho z evropských regionálních uzlů interferometru ALMA, což je vůbec největší astronomický projekt na světě; velmi aktivně se účastníme několika projektů Evropské kosmické agentury (ESA) jako je např. Gaia, Solar Orbiter a další.

 

Sídlo ústavu

Ústav sídlí asi 35 km jihovýchodně od Prahy v obci Ondřejov, kde se v rozlehlém areálu historické observatoře budované už od roku 1898 soustředí většina aktivit a veškeré přístroje. Menší oddělené pracoviště ústavu se nalézá v Praze v areálu ústavů Akademie věd na Spořilově (spolu s Geofyzikálním ústavem a Ústavem fyziky atmosféry).

 

Největší dalekohled v Česku

Ke své práci používáme i největší dalekohled v Česku. Hlavní zrcadlo dalekohledu má průměr 2 metry a celková hmotnost přístroje je bez mála 200 tun. Dalekohled byl od počátku projektován především pro spektroskopii. V současné době ho využíváme především ke studiu vlastností horkých hvězd (hvězd s povrchvou teplotou nad 10 tisíc stupňů), vícenásobných hvězdných systémů, výbuchů nov apod. Můžete ho i vidět, a to v rámci prohlídek observatoře pro veřejnost nebo při mimořádných příležitostech, zejména při květnových Dnech otevřených dveří nebo zářijové Evropské noci vědců.

Dalekohled je výrobkem firmy Carl Zeiss v Jeně v Německu a byl uveden do provozu v roce 1967. Hlavní zrcadlo má průměr 2 m a hmotnost 2,2 tuny. Tubus dalekohledu je shodou okolností podobný Hubbleovu kosmickému teleskopu (HST). Má hmotnost 33 tun a jeho protizávaží 27 tun. Všechny pohyblivé části mají celkovou hmotnost 83 tun.

Kopule dalekohledu byla vyrobena také v Německu, má průměr 21 metrů, hmotnost 195 tun a její otáčení zajišťuje 24 vozíků. Štěrbina kopule má šířku 5 m.

V době dostavby byl dalekohled na devátém místě mezi největšími dalekohledy na světě. Dnes se nachází ve druhé stovce. Význam těchto (dnes středních) přístrojů spočívá především v možnosti dlouhodobého sledování zkoumaných objektů - velké světové dalekohledy se vzhledem k velkému vytížení pro systematické výzkumy nepoužívají.

Dalekohled je vybaven třemi ohnisky (primárním, Cassegrainovým a coudé), z nichž se v současné době využívá pouze ohnisko coudé. To je umístěno v přízemí kopule a světelný paprsek je do něj veden odrazy od systému zrcadel.

 

 

Oddělení galaxií a planetárních systémů

Oddělení galaxií a planetárních systémů (GPS) se zabývá studiem vývoje izolovaných galaxií, nebo galaxí ve skupinách a kupách, tvorbou a vývojem hvězd a planetárních soustav. Pozorování v infračerveném, ultrafialovém a rentgenovém oboru světelného spektra porovnáváme s analytickými modely a s výsledky počítačových simulací gravitačních a magnetohydrodynamických procesů. V rámci obecné teorie relativity analyzujeme a modelujeme vlastnosti kompaktních objektů jako jsou jádra aktivních galaxií, neutronové hvězdy, nebo mikrokvasary. Studujeme rotaci Země, její gravitační pole a gravitační pole ostatních těles sluneční soustavy. Zkoumáme dynamiku asteroidů a transneptunických těles a připravujeme astrometrický hvězdný katalog.

Díky spolupráci s pracovníky Oddělení galaxií a planetárních systémů vzniklo video, ve kterém se dozvíte nejdůležitější informace a zajímavosti o předmětu jeho výzkumu. Vedoucí Oddělení galaxií a planetárních systémů Prof. RNDr. Jan Palouš, DrSc. představí hlavní činnosti oddělení, Doc. RNDr. Vladimír Karas, DrSc. vysvětlí, jak se dají zkoumat jinak neviditelné černé díry a jakou máme obří černou díru v centru naší Galaxie, Mgr. Michal Dovčiak, Ph.D. se zaměří na výzkum černých děr pomocí kosmických družic, Mgr. Richard Wünsch, Ph.D. vás seznámí s počítačovým modelováním tvorby nových hvězd, RNDr. Soňa Ehlerová Ph.D. ukáže sledování tvorby hvězd pomocí radioteleskopů a výpočet pomocí počítačového klastru, Ing. Jan Vondrák, DrSc. představí přístroj na měření nepravidelností v otáčení Země a na závěr Mgr. Aleš Bezděk, Ph.D. odhalí nepravidelný tvar naší planety.

 

Oddělení je rozděleno do tří pracovních skupin

 

Fyzika galaxií

Skupina se zabývá dynamikou a vývojem ve skupinách galaxií nebo galaktických kupách, vznikem a vývojem hvěz a hvězdokup a dynamikou plynu v galaxiiích. Věnujeme se studiu dynamiky galaktické soustavy Mléčná dráha – Magellanovy oblaky, dále vyfukování volného plynu z galaxií vlivem jejich pohybu v prostředí a prostorově rozlišené spektroskopii galaktických jader.

Vedoucí: Jan Palouš

Více na http://galaxy.asu.cas.cz/

 

Relativistická astrofyzika

Relativistická skupina se věnuje fyzice kompaktních objektů (neutronových hvězd a černých děr) a studuje procesy, které se odehrávají v jejich blízkosti. Na základě našich výpočtů a simulací modelujeme vlastnosti produkovaného rentgenového záření, jeho spektra, polarizaci a časovou proměnnost. Rovněž se zabýváme teoretickými výpočty v oblasti elektrodynamiky černých děr a teorie akrečních disků.

Vedoucí: Vladimír Karas

Více na http://astro.cas.cz/

 

Planetární soustavy

Skupina se zabývá dynamikou přirozených i umělých těles v naší sluneční soustavě a planetárními soustavami u blízkých hvězd. Studujeme gravitační i negravitační vlivy na pohyb umělých družic Země. Zabýváme se gravitačním polem Země a variacemi její rotace. Z pozorování zenitové tuby v Ondřejově určujeme neslapové variace místní tížnice a zpřesňujeme astrometrické pozice pozorovaných hvězd. Připravujeme také velmi přesný hvězdný katalog.

Vedoucí: Cyril Ron

Více na http://galaxy.asu.cas.cz/planets/

 

 

 

Sluneční oddělení

Sluneční oddělení studuje naši nejbližší hvězdu, Slunce, a zaměřuje se jak na aktivní, tak i klidné procesy ve sluneční atmosféře. Aktivní procesy ovlivňují celý meziplanetární prostor, včetně naší Země a jejího okolí (tzv. kosmické počasí). V Ondřejově se pozoruje Slunce v optickém a rádiovém oboru elektromagnetického záření a tato pozorování jsou doplněna v rámci mezinárodní spolupráce daty z družic, které poskytují informace o slunečním záření v ultrafialové, rentgenové a gama-oblasti spektra.

Díky spolupráci s pracovníky oddělení vzniklo video, ve kterém se dozvíte nejdůležitější informace a zajímavosti o výzkumu Slunce. Vedoucí Slunečního oddělení RNDr. Michal Sobotka, DSc. představí hlavní přístroje oddělení, Mgr. Miroslav Bárta, Ph.D. ukáže největší český radioteleskop na pozorování Slunce, Doc. RNDr. Marian Karlický, DrSc. vás zavede do Chile k největší síti radioteleskopů ALMA s českou účastí, Mgr. Michal Švanda, Ph.D. vás nechá pohlédnout do nitra Slunce pomocí helioseismologie, RNDr. Michal Sobotka, DSc. vysvětlí jak vznikají sluneční skvrny, Prof. RNDr. Petr Heinzel, DrSc. představí vznikající sluneční družici Solar Orbiter, Mgr. Stanislav Gunár, Ph.D. ukáže družice, jejichž data oddělení využívá a RNDr. Michal Sobotka, DSc. vás na závěr seznámí s největšími slunečními dalekohledy světa.

 

Oddělení je rozděleno do tří pracovních skupin

 

Skupina fyziky slunečních erupcí a protuberancí

Zabývá se výzkumem velmi nápadných jevů na Slunci. Protuberance je velký jasný oblak chladného plazmatu vybíhající z povrchu Slunce a často mající podobu smyček. Protuberance začínají na povrchu Slunce a vybíhají i stovky tisíc kilometrů vysoko. Zatím nejdelší pozorovaná protuberance byla dlouhá 350 000 km, což je asi 28 průměrů Země. Protuberance mohou existovat i mnoho dní. Dále se využívá měření v optickém oboru a data z kosmických družic, převážně evropských, amerických a japonských. Ústav se podílí na přípravě velké evropské družice Solar Orbiter, která má startovat v roce 2017.

Vedoucí: Marian Karlický
Vědečtí pracovníci: Miroslav Bárta, Arkadiusz Berlicki, Bartosz Dabrowski, Jaroslav Dudík, Elena Dzifčáková, František Fárník, Stanislav Gunár, Petr Heinzel, Jana Kašparová, Pavel Kotrč, Hana Meszárosová, Dieter Nickeler, Pavol Schwartz, Jiří Štěpán, Michal Varady, Alena Zemanová.

 

Skupina dynamiky sluneční atmosféry

Zabývá se fyzikálními podmínkami ve sluneční atmosféře, v aktivních oblastech a ve slunečních skvrnách. Studuje klidné a aktivní oblasti na Slunci v různých výškách sluneční atmosféry. Cílem vědců je porozumět pohybu plazmatu v silném slunečním magnetickém poli. Magnetické pole zásadním způsobem ovlivňuje celé chování Slunce. Sluneční skvrny na povrchu Slunce jsou někdy tak velké, že se dají pozorovat i okem bez dalekohledu. Skupina se podílí na vývoji velkých evropských slunečních dalekohledů na Kanárských ostrovech, zejména dalekohledu Gregor o průměru zrcadla 1,5 metru, uvedeného do provozu v roce 2012.

Vedoucí: Michal Sobotka
Vědečtí pracovníci: Pavel Ambrož, Jan Jurčák, Miroslav Klvaňa, Michal Švanda

Více: http://www.asu.cas.cz/~sdsa/index.html

 

Skupina heliosféry a kosmického počasí

Zabývá se jevy ve slunečním větru, tj. proudu částic ze Slunce a zejména šířením tzv. koronálních výronů hmoty. Hmota se od Slunce odděluje z velmi silných protuberancí. Putuje pak Sluneční soustavou a může zasáhnout i Zemi. Po zásahu dochází k rozkolísání naší magnetosféry a krásnému přírodnímu jevu - polární záři. Na základě patrolních pozorování v Ondřejově skupina vydává týdenní předpověď sluneční aktivity pro řadu institucí a denní předpověď pro Českou televizi.

Vedoucí: Marek Vandas
Vědečtí pracovníci: Petr Hellinger, Stanislava Šimberová, Štěpán Štverák, Pavel Trávníček

 

 

Stelární oddělení

Stelární oddělení se zabývá studiem vzdáleného vesmíru - hvězd, dvojhvězd, hvězdokup, galaxií a extragalaktických objektů v širokém rozsahu spektra elektromagnetického záření.

Díky spolupráci s pracovníky oddělení vzniklo video, ve kterém se dozvíte nejdůležitější informace a zajímavosti o výzkumu hvězd. Vedoucí Stelárního oddělení RNDr. Jiří Kubát, CSc. představí hlavní práci oddělení, RNDr. Miroslav Šlechta, CSc. ukáže největší český dalekohled o průměru zrcadla 2 metry, RNDr. Pavel Koubský, CSc. představí nejstudovanější hvězdy oddělení, tzv. Be hvězdy, RNDr. Jiří Kubát, CSc. vysvětlí, co je spektrum hvězd a jak se z něj dá zjistit ztráta hmoty hvězd, Dr. Michaela Kraus ukáže, jak se vyvíjí velmi hmotné hvězdy, Dr. Adéla Kawka, Ph.D. představí závěrečné stadium vývoje vězd - bílé trpaslíky, Mgr. Viktor Votruba, Ph.D. popíše novou metodu klasifikace proměnných hvězd, kterou využije nová kosmická družice Gaia.

 

Oddělení je rozděleno do tří pracovních skupin

 

Fyzika horkých hvězd

Skupina se zaměřuje především na výzkum horkých hvězd, zejména hvězd spektrální třídy B. Jedná se o hmotné, velmi svítivé hvězdy, přičemž významná část těchto hvězd vykazuje přítomnost hvězdného disku. Existence a fyzikální vlastnosti disků však dosud nejsou uspokojivě vysvětleny. Výzkum lze rozdělit na praktické studium hvězdných spekter a teoretické studium atmosfér hvězd a hvězdného větru s využitím náročných numerických simulací. Studovaná spektra jsou jednak pořizována ondřejovským 2m dalekohledem, ale také v mezinárodní spolupráci i na jiných observatořích. Od roku 2004 se také zabýváme studiem bílých trpaslíků, jejich klasifikací a určováním základních fyzikálních parametrů z pořízených spekter. Od roku 2007 se skupina podílí na projektu satelitu ESA Gaia, který bude od roku 2011 po dobu pěti let systematicky měřit přesné polohy, jasnosti a radiální rychlosti nebeských objektů do 20 magnitudy.

Vedoucí: Jiří Kubát
Vědečtí pracovníci: Adéla Kawka, Pavel Koubský, Michaela Kraus, Jiří Kubát, Mary Oksala, Petr Škoda, Brankica Šurlan, Stephane Vennes, Viktor Votruba.

 

Skupina provozu a rozvoje Perkova dalekohledu

Pracovníci skupiny zajištují provoz dvoumetrového dalekohledu, největšího optického přístroje v ČR. Dalekohled pracuje převážně v coudé ohnisku 60 m, kde jsou umístěny dva spektrografy - klasický se třemi kamerami s ohnisky od 400 do 1400 mm, a ešeletový spektrograf OES. Skupina se podílela na robotizaci dalekohledu (2007) a pokračuje ve vývoji kamery CCD 400 a spekrografu OES. Provoz obou spektrografu je plně automatizován. Záznam spekter obstarávají detektory CCD. Získaná spektra jsou archivována prostředky stelárního oddělení. V částečně redukovaném tvaru jsou přístupna v databázi (jen ze sítě AsÚ).

Vedoucí: Miroslav Šlechta

 

Astrofyzika vysokých energií

Skupina se zabývá výzkumem galaktických a extragalaktických kosmických zdrojů záření vysokých energií ve viditelném světle a v oboru X a gama záření. Předmětem výzkumu jsou ruzné typy binárních rentgenových zdroju, záblesky záření gama a jejich optické dosvity, AGN (zejména blazary). V současnosti se podílí na kosmických projektech Evropské kosmické agentury (ESA) INTEGRAL, Gaia a XEUS a s americkou NASA spolupracuje na studiích v rámci projektu Constellation X. K získání optických dat z kosmických zdrojů skupina vyvinula a provozuje robotické teleskopy rychle reagující na data z družic, zejména na detekce kosmických záblesků záření gama (experimenty BART, D50, BOOTES). Další data získává z astronomických deskových archivů – jde o časová období pokrývající až 100 let, poskytující cennou informaci o dlouhodobém chování zdrojů v optickém oboru.

Vedoucí: René Hudec
Vědečtí pracovníci: René Hudec, Vojtěch Šimon

 

 

Oddělení meziplanetární hmoty

V oddělení meziplanetární hmoty probíhá výzkum malých těles Sluneční soustavy, zvláště meteoroidů a asteroidů. Pozornost je věnována studiu interakcí meziplanetárních těles různých velikostí se zemskou atmosférou. V oddělení MPH probíhá také fotometrický výzkum asteroidů.

Díky spolupráci s pracovníky Oddělení meziplanetární hmoty vzniklo video, ve kterém se dozvíte nejdůležitější informace a zajímavosti o předmětu výzkumu tohoto oddělení. Vedoucí oddělení RNDr. Pavel Spurný, CSc. představí hlavní činnost oddělení, Mgr. Petr Pravec, Ph.D. přiblíží svět planetek a výzkum dvojplanetek, Kamil Hornoch se zaměří na způsoby pozorování planetek, Mgr. Petr Scheirich, Ph.D. zhodnotí nebezpečí střetu Země s planetkou, RNDr. Pavel Spurný, CSc. přiblíží síť fotografických kamer na sledování meteorů, Mgr. Pavel Koten, Ph.D. se zaměří na jejich natáčení pomocí videokamer, Mgr. David Čapek, Ph.D. ukáže spektra meteorů a vysvětlí, co se z nich dá zjistit, RNDr. Jiří Borovička, CSc. vás seznámí s hledáním meteoritů a na závěr RNDr. Pavel Spurný, CSc. vysvětlí, co jsou meteority s rodokmenem.

 

Oddělení je rozděleno do dvou pracovních skupin

 

Skupina fyziky meteorů

Pozoruje meteory a pracuje na teoretických interpretacích pozorování. Základním observačním systémem je Evropská bolidová síť. Pro pozorování slabých meteorů se používají citlivé televizní kamery. Také se podílíme na projektu bolidové sítě v Austrálii. Pozorovaná data jsou použita ke studiu fyzikálních procesů během průniku meteoroidu do zemské atmosféry, což zahrnuje záření, ionizaci a fragmentaci meteoroidů. Určujeme fyzikální vlastnosti a chemické složení různých typů meteoroidů, jejich původ a rozložení ve sluneční soustavě, jejich vztah ke kometám, asteroidům a meteoritům.

Vedoucí: Jiří Borovička

 

Skupina planetek

Zabývá se fyzikálním výzkumem planetek, zvláště jejich podvojnosti, rotačních a objemových parametrů. Nejdůležitějším pozorovacím přístrojem je 0,65 m dalekohled vybavený CCD kamerou, který se nachází v Ondřejově a 1,5m dalekohled na La Silla v Chile. Spolupráce s observatořemi po celém světě nám poskytuje data z množství jejich přístrojů, což umožňuje mnohem důkladněji poznat studované objekty.

Vedoucí: Petr Pravec

Více na http://www.asu.cas.cz/~ppravec/neo.htm