S půlmetrem na lovu (nejenom) hvězdných ostrovů – focení hvězdokup - část III.

Vesmír nabízí nespočet fascinujících cílů pro pozorování a fotografování. Současné technické možnosti umožňují kvalitní pozorování i v městském prostředí. Po představení různorodých deep-sky objektů v první části série „S půlmetrem na lovu (nejenom) hvězdných ostrovů“ a po následném putování mezi galaxiemi v druhé části se tentokrát vydáme mezi hvězdná seskupení, která vytvářejí úchvatné obrazy a zároveň umožňují nahlédnout do života a vývoje hvězd v naší Galaxii. Na rozdíl od vzdálených galaxií, které často působí jako samostatné „hvězdné ostrovy“ v temném moři vesmíru, jsou tato seskupení bližší a díky své rozmanitosti nesmírně vděčná pro amatérské i pokročilé pozorovatele. Hlavní část článku bude věnována právě těmto seskupením, hvězdokupám – jejich typům, charakteristikám, vizuální podobě a možnostem fotografování půlmetrovým dalekohledem z Hvězdárny Valašské Meziříčí, p.o., nacházející se přímo ve městě. Doplníme ji blokem o úhlových rozměrech, parametru, který určuje, jak rozsáhlý se objekt jeví v zorném poli okuláru či na snímku, a představíme katalogy Melotte, Collinder a Caldwell, jež slouží jako praktický nástroj pro jejich vyhledávání a systematické sledování. V závěru nabídneme srovnání všech katalogů spolu s těmi z předchozích dílů, aby čtenář snadno posoudil jejich zaměření a využitelnost při lovu objektů hlubokého vesmíru.

Klíčová slova: Uhlové rozměry, Deep Sky objekty, hvězdokupy, M3, M11, M29, M45 , Plejády, Hyády, M53, NGC188, NGC457, Melottův katalog, Collinderův katalog, Caldwellův katalog

Úhlové rozměry při pozorování oblohy

Když se díváme na noční oblohu, nevidíme skutečné velikosti objektů, ale jejich úhlové rozměry – tedy úhel, pod kterým se nám jeví. Uvádějí se ve stupních (°), obloukových minutách (′) a obloukových vteřinách (″). Pro představu: Měsíc i Slunce mají úhlový průměr kolem 0,54° (cca 32,15′ nebo 1929″). Naproti tomu planety nebo vzdálené dvojhvězdy mají rozměry jen v obloukových vteřinách.

Úhlový rozměr závisí na skutečné velikosti objektu a jeho vzdálenosti. V astronomii jsou pozorovací úhly většinou velmi malé, a tak lze říci, že čím menší je objekt na obloze, tím větší musí být rozlišovací schopnost dalekohledu, aby jej dokázal odlišit od okolí.

Mlhoviny, hvězdokupy a galaxie – tzv. deep-sky objekty – mají na obloze velmi rozdílné úhlové rozměry. Některé jsou velké několik stupňů (např. galaxie M31 v Andromedě, otevřená hvězdokupa M45 Plejády v Býkovi), jiné jen několik minut (M11, M29) a ty nejmenší planetární mlhoviny nebo vzdálené galaxie mají úhlový průměr menší než jedna oblouková minuta. Z hlediska pozorování je důležité, zda má dalekohled dostatečně široké zorné pole, aby zachytil objekt celý, a zároveň dost světla, aby zobrazil i slabé detaily.

Náš „půlmetr“, dalekohled Newtonova typu s průměrem primárního zrcadla 500 mm, zachytí obrovské množství světla, což je klíčové pro pozorování slabých objektů hlubokého vesmíru. Jeho ohnisková vzdálenost 1935 mm a světelnost f/3,8 z něj dělají skvělý přístroj s širokým zorným polem, konkrétně 0,94° – ideální pro mlhoviny a rozsáhlé hvězdokupy. Teoretická rozlišovací schopnost takového zrcadla je kolem 0,25″, což je mnohem jemnější detail, než atmosféra Země běžně dovolí. V praxi to znamená, že dalekohled není limitován svou optikou, ale spíše podmínkami pro pozorování, například chvěním vzduchu. I tak dokáže při vyšších zvětšeních velmi dobře ukázat struktury planetárních mlhovin nebo hvězdokup, které mají malé uhlové rozměry.

Úhlové rozměry jsou klíčem k tomu, jak objekty na obloze vnímáme. Určují, jak velké zvětšení potřebujeme, i jak velké zorné pole má mít náš dalekohled. Newtonův dalekohled 500/1935 mm díky své světelnosti a velkému průměru už při krátkých expozicí skvěle ukazuje rozlehlé mlhoviny i malé planetární mlhoviny, a to se slušnou ostrostí a kontrastem.

Hvězdokupy – hvězdné ostrůvky, města hvězd v galaxiích

Když se v noci zadíváme na oblohu, většina hvězd se nám jeví jako osamocené světelné body rozeseté na černém pozadí. Ve skutečnosti se však mnoho hvězd nerodí ani neexistuje osamoceně. Vznikají ve velkých skupinách, které drží pohromadě gravitační síly — těmto skupinám říkáme hvězdokupy. Hvězdokupa je tedy seskupení hvězd, které mají společný původ a vznikly přibližně ve stejnou dobu z jednoho oblaku plynu a prachu. Právě proto mají často podobné stáří i chemické složení. Pro astronomy jsou hvězdokupy doslova „laboratoří ve vesmíru“, protože v nich mohou sledovat vývoj hvězd a porovnávat jejich vlastnosti za téměř stejných podmínek.

Hvězdokupy nejsou jen „ukryté někde daleko ve vesmíru“. Mnohé z nich lze pozorovat už malým dalekohledem a některé dokonce pouhým okem – pokud máme dostatečně tmavou oblohu. Nacházejí se nejen v Mléčné dráze, ale i v jiných galaxiích, například v Magellanových mračnech, galaxii v Andromedě a dalších galaxiích vzdálených miliony světelných let. Pro astronomy jsou zásadní také proto, že pomáhají měřit vzdálenosti ve vesmíru a odhalovat historii vývoje galaxií. Rozlišujeme dva základní druhy hvězdokup.

• Otevřené hvězdokupy obsahují obvykle desítky až tisíce hvězd. Mají nepravidelný, „rozházený“ tvar a nejsou příliš pevně gravitačně vázány, takže se v průběhu milionů let postupně rozpadají. Najdeme je především v rovině galaxií, tedy například v Mléčné dráze podél galaktického disku. Mezi známé otevřené hvězdokupy patří například Plejády nebo Hyády v souhvězdí Býka, které jsou viditelné i pouhým okem.
• Kulové hvězdokupy jsou naopak velmi husté a staré seskupení obsahující stovky tisíc až miliony hvězd, které vznikaly už v raných fázích vývoje galaxií. Jsou to jedny z nejstarších objektů ve vesmíru, kdy se v prapůvodním kulovém oblaku galaktického hala formovaly první hvězdy. Mají téměř dokonalý kulový tvar a nacházejí se převážně mimo hlavní rovinu galaxií, tedy v jejich „obalu“. V naší Mléčné dráze jich známe kolem 150. Mezi nejznámější patří například Omega Centauri v souhvězdí Kentaura nebo M13 v souhvězdí Herkula.

M11 (NGC 6705, Mel 213, Cr 391) známá také jako Divoká kachna (Wild Duck Cluster) je jedna z nejbohatších a nejkompaktnějších otevřených hvězdokup na obloze, nacházející se v souhvězdí Štítu (Scutum). Leží ve vzdálenosti přibližně 6 200 světelných let a její úhlová velikost je kolem 14′, což odpovídá skutečnému průměru přibližně 20-25 světelných let. Odhadovaný počet hvězd přesahuje 2 900, díky čemuž patří mezi nejhustší známé otevřené hvězdokupy v naší Galaxii. Její věk se odhaduje na 250 milionů let (Obr. 1).

M29 (NGC 6913, Cr 422) je malá a poměrně řídká otevřená hvězdokupa v souhvězdí Labutě (Cygnus), vzdálená přibližně 5 200 světelných let od Země. Její úhlová velikost je zhruba 7′, což odpovídá skutečnému průměru přibližně 11 světelných let. Odhadovaný věk se pohybuje kolem 10 milionů let a v samotném shluku je identifikováno 20 až 30 členů, i když v bohatém hvězdném poli Labutě bývá obtížné přesně odlišit skutečné členy od náhodně promítnutých hvězd (Obr. 2).

Obr. 1: Snímek otevřené hvězdokupy s označením M11 pořízený 26. 8. 2025 20:32 UT s expoziční dobou 10x10 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 2: Snímek otevřené hvězdokupy s označením M29 pořízený 26. 8. 2025 20:37 UT s expoziční dobou 10x10 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

M45 Plejády (Mel 22, Cr 42), známé také jako Kuřátka nebo Sedm sester, je jasná otevřená hvězdokupa v souhvězdí Býka (Taurus). Podle katalogu Gaia se nacházejí ve vzdálenosti ≈ 438 ± 2 světelných let. Díky tisícům velmi přesných paralax členských hvězd je jejich vzdálenost dnes určena s přesností řádově desetin parseku a Plejády proto slouží jako kalibrační objekt vzdálenostní stupnice. Hvězdokupu tvoří přibližně 500-1000 hvězd, přičemž moderní výzkumy odhalily v širší oblasti až několik tisíc příbuzných objektů. Mezi nejjasnější hvězdy patří Alcyone, Atlas, Electra, Maia, Merope, Taygeta a Pleione. Díky vysoké jasnosti jsou Plejády snadno pozorovatelné pouhým okem, a to i při mírném světelném znečištění. Jedná se o poměrně mladé hvězdy, které vznikly společně z jednoho obřího oblaku plynu a prachu. Zbytky tohoto materiálu vytvářejí kolem některých hvězd jemnou reflexní mlhovinu, patrnou zejména na snímcích s delší expozicí. Úhlový průměr hvězdokupy je asi 2°, tedy větší než zorné pole běžného půlmetrového dalekohledu, takže při astrofotografii je často nutné pořizovat mozaiku více snímků pro zachycení celé plochy tohohle objektu. V řecké mytologii představují Plejády dcery Atlanta a Aithry, které byly po smrti svých sester Hyád přeneseny na oblohu a proměněny v hvězdy (Obr. 3 a 4).

Hyády (Mel 25, Cr 50, Ca 41) jsou rozsáhlá otevřená hvězdokupa, jejíž hlavní hvězdy vytvářejí charakteristický tvar písmene „V“, tvořící hlavu souhvězdí Býka (Taurus) ve vzdálenosti přibližně 153 světelných let. Jejich centrální oblast má úhlový průměr přibližně 5,5°, což je výrazně více než pozorovací pole běžného dalekohledu, a i zde proto při astrofotografii vznikají výsledné snímky skládáním mozaiky. V řecké mytologii jsou Hyády dcery Atlanta a Aithry a sestry Plejád. Jejich jméno pochází z řeckého „Hyades“ – „slzy“ či „pláč“ (Obr. 3).

Obr. 3: Snímek Plejád a Hyjád, otevřených hvězdokup v souhvězdí Býka, pořízený 19. 11. 2025 01:28 UT se snímkovací frekvencí 30 fps, v rámci kamerového záznamu při videopozorování meteorů ze stanice ValMez_SW, zorné pole kamery 50x89°. Plejády (červená šipka) jsou jasnější a jsou snadno viditelné pouhým okem, zatímco Hyády (zelená šipka) jsou rozsáhlejší. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

Obr. 4: Snímek centrální části Plejád otevřené hvězdokupy s označením M45 pořízený 26. 12. 2025 21:24 UT s expoziční dobou 15x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

NGC 188 (Mel 2, Cr 6, Ca 1) je mimořádně stará otevřená hvězdokupa v Mléčné dráze s odhadovaným věkem přibližně 6-7,5 miliard let v souhvězdí Cefeus (Cepheus) s úhlovou velikostí kolem 15′ ve vzdálenosti zhruba 6 000 světelných let. Díky své poloze blízko severního nebeského pólu je zároveň cirkumpolární pro většinu severních šířek a pozorovatelná po celý rok (Obr. 5).

NGC 457 (Mel 7, Cr 12, Ca 13) známá pod jménem Človíček nebo Soví hvězdokupa (Owl Cluster / E.T. Cluster), je otevřená hvězdokupa v souhvězdí Kasiopeja (Cassiopeia) s úhlovou velikostí kolem 13′. Nachází se přibližně 7 900 světelných let od Země a její hvězdy jsou poměrně mladé, s odhadovaným věkem jenom asi 21 milionů let. Jejím nejpozoruhodnějším rysem jsou dvě jasné hvězdy – Phi Cassiopeiae (5 mag) a HD 7902 (7 mag) – které vypadají jako "oči" sovy nebo mimozemšťana E. T., zatímco ostatní hvězdy tvoří tělo s rozpřaženými "křídly" či "pažemi" (Obr. 6).

Obr. 5: Snímek otevřené hvězdokupy s označením NGC 188 pořízený 8. 5. 2025 21:14 UT s expoziční dobou 10x10 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 6: Snímek otevřené hvězdokupy s označením NGC 457 pořízený 8. 5. 2025 21:24 UT s expoziční dobou 5x30 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

M3 (NGC 5272, Mel 119) je výrazná kulová hvězdokupa s úhlovým průměrem 16,2′, obsahuje více než 500 000 hvězd a má odhadované stáří 11,4 miliardy let, což z ní činí jednu z nejstarších struktur v naší Galaxii. Nachází se v souhvězdí Honících psů (Canes Venatici), ve vzdálenosti přibližně 33 000 světelných let od Země. Patří k nejjasnějším a nejbohatším kulovým hvězdokupám na severní obloze, a tak se stala prvním objektem, který Messier osobně identifikoval (Obr. 7).

M53 (NGC 5024, Mel 117) je jednou z nejvzdálenějších kulových hvězdokup v naší Galaxii, nacházející se ve vzdálenosti kolem 59 000 světelných let od Země v souhvězdí Vlasy Bereniky (Coma Berenices). Hvězdokupa zaujímá na obloze plochu přibližně 13′ a její skutečný průměr dosahuje asi 220 světelných let. Tato hvězdokupa obsahuje přibližně půl milionu hvězd, desítky tisíc velmi starých, převážně na kovy chudých hvězd, což z ní činí významný objekt pro studium rané chemické evoluce Mléčné dráhy. Její stáří se odhaduje na téměř 12 miliard let, takže jde o relikt z období formování galaktického hala (Obr. 8).

Obr. 7: Snímek kulové hvězdokupy s označením M3 pořízený 30. 4. 2025 22:20 UT s expoziční dobou 10x10 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.	Obr. 8: Snímek kulové hvězdokupy s označením M53 pořízený 30. 4. 2025 22:12 UT s expoziční dobou 10x10 s. Autor: Hvězdárna Valašské Meziříčí, p.o.

Katalogy – mapy hvězdných ostrovů či měst ve vesmíru

Aby se astronomové mohli ve vesmíru lépe orientovat, vytvářejí už po staletí katalogy hvězdných objektů — systematické seznamy mlhovin, galaxií, hvězd a hvězdokup. Nejznámějšími příklady jsou Messierův katalog, Nový všeobecný katalog (NGC) a Indexový katalog (IC), které zahrnují širokou škálu objektů hlubokého vesmíru. Ty už však byly podrobněji rozebrány v předchozí první části.

V tomto článku se proto zaměříme na méně známé, ale pro studium hvězdokup mimořádně důležité, katalogy, které se specializují právě na tento typ objektů: Melottův katalog, Collinderův katalog a Caldwellův katalog. Tyto přehledy vznikly s cílem zpřesnit, doplnit a rozšířit naše znalosti o otevřených i kulových hvězdokupách a nabídnout astronomům i amatérským pozorovatelům podrobnější a cílenější „mapu“ těchto fascinujících hvězdných seskupení.

Zatímco některé hvězdokupy jsou snadno viditelné i menšími dalekohledy, jiné se skrývají v hustých oblastech Mléčné dráhy nebo jsou natolik rozsáhlé, že unikají pozornosti běžných pozorovacích metod. Právě specializované katalogy pomáhají tyto objekty identifikovat, třídit a studovat — a zároveň otevírají dveře k objevování méně nápadných, ale o to zajímavějších koutů vesmíru.

Melottův katalog (Melotte Catalogue) vznikl v roce 1915 zásluhou britského astronoma Philaiberta Jacquese Melotta a je zaměřen především na otevřené hvězdokupy. Podkladem pro sestavení tohoto katalogu byly fotografické snímky severní a jižní oblohy. Jeho hlavním cílem bylo shromáždit a zpřehlednit známé hvězdokupy, které byly do té doby rozptýlené v různých seznamech a studiích. Katalog obsahuje 245 objektů, označují se názvem Melotte nebo zkratkou Mel, za kterými následuje katalogové číslo a dodnes je využíván zejména při studiu rozsáhlých a řídkých hvězdokup, které někdy unikaly pozornosti známějších katalogů, jako je Messierův. Jednou z nejznámějších položek v tomto seznamu jsou právě Hyády (Melotte 25, nebo taky Mel 25), nejbližší otevřená hvězdokupa k Zemi. Melottův katalog tak výrazně přispěl k systematičtějšímu poznání hvězdokup v naší Galaxii.

Collinderův katalog (Collinder Catalogue) vytvořil v roce 1931 švédský astronom Per Collinder, který se soustředil na rozsáhlé a poměrně jasné otevřené hvězdokupy rozprostřené po celé obloze, severní i jižní. Obsahuje celkem 471 hvězdokup, z nichž mnohé jsou mimořádně rozlehlé a na obloze zabírají velké úhlové plochy. Právě proto jsou často vhodné nejen k pozorování dalekohledem, ale i fotograficky pomocí širokoúhlé astrofotografie. Collinderův katalog pomohl upozornit na hvězdokupy, které jsou sice relativně blízko, ale kvůli své rozptýlenosti nejsou na první pohled nápadné. Položky katalogu se označují názvem Collinder, zkratkou Col nebo písmeny Cr, za kterými následuje katalogové číslo, např. Collinder 50, ale též Col 50 nebo Cr 50 (otevřená hvězdokupa Hyády v Býku). Pro amatérské astronomy dnes představuje zajímavý „lovný seznam“ méně známých, ale velmi působivých objektů.

Caldwellův katalog (Caldwell Catalogue) je ze všech tří nejmladší — vznikl až v roce 1995 z iniciativy astronoma a popularizátora vědy Patricka Caldwell-Moorea. Byl vytvořen jako doplněk k Messierovu katalogu, který vznikl v 18. století a zahrnuje jen část nejjasnějších objektů hlubokého vesmíru. Caldwellův katalog obsahuje 109 objektů, mezi nimiž najdeme nejen hvězdokupy, ale také mlhoviny a galaxie. Právě hvězdokupy zde však hrají výraznou roli, a to jak otevřené, tak kulové. Moore použil k označení katalogu svoje druhé příjmení Caldwell, protože první písmeno jeho prvního příjmení se používá k označení položek Messierova katalogu. Každý objekt má označení „C“ + číslo. Cílem katalogu bylo nabídnout pozorovatelům další atraktivní cíle, které Messier opomenul – často velmi krásné a vizuálně výrazné objekty. Díky tomu se stal oblíbeným především mezi amatérskými astronomy a astrofotografy.

Šest nejznámějších katalogů objektů hvězdné oblohy se liší svým zaměřením i účelem. Messierův katalog z 18. století vznikl jako praktická pomůcka pro rozlišení komet a dnes tvoří základní „seznam krás vesmíru“ pro amatéry. Na něj navázaly rozsáhlé vědecké soupisy, Nový všeobecný katalog (NGC) a jeho doplněk Indexový katalog (IC), které obsahují tisíce galaxií, mlhovin a hvězdokup a dodnes slouží profesionální astronomii. Naproti tomu Melottův a Collinderův katalog z první poloviny 20. století se specializují na otevřené hvězdokupy a přinesly jejich systematické charakteristiky. Moderní Caldwellův katalog pak v 90. letech doplnil Messierův seznam o jasné objekty, které v něm chyběly, a stal se oblíbenou výzvou pro amatérské pozorovatele.

Hvězdokupy patří k velice půvabným objektům noční oblohy — jsou blízké, bohaté na detaily a díky půlmetrovému dalekohledu Hvězdárny Valašské Meziříčí nám odhalily fascinující struktury i v podmínkách městské oblohy. V tomto díle našeho seriálu jsme se podívali do „hvězdných měst“ Mléčné dráhy, vysvětlili si jejich vlastnosti, velikosti na obloze a představili katalogy, které pomáhají tyto objekty vyhledávat a třídit. Po putování mezi deep-sky objekty máme za sebou další krok v objevování vesmíru kolem nás. A stejně jako hvězdokupy vznikají a vyvíjejí se v čase, i náš cyklus bude pokračovat — s novými cíli, novými snímky a dalšími zastávkami na cestě za krásami hlubokého vesmíru.