Úkol 8: Model souhvězdí Orion

Prostorové modely sluneční soustavy jsou poměrně častou a osvědčenou metodou budování představy o poměrech vzdáleností a rozmístění jednotlivých těles a najdeme je na řadě míst (viz např. Richterek a Látal, 2013).

Cíl úkolu

Cílem aktivity je vytvořit prostorový model souhvězdí, na němž můžeme ukázat, že hvězdy, které na obloze vidíme blízko sebe a patří do jednoho souhvězdí, ve skutečnosti leží v různých vzdálenostech od nás. Navíc můžeme souhvězdí prohlížet z různých stran a ukázat, že uspořádání, které vidíme na obloze, je jen průmětem při pozorování z jednoho konkrétního směru.

Obr. 15: Instalace před budovou SŠ ve Velké Británii (převzato z Brown, 2013).
Kameny značí „nový obrys“ souhvězdí při pohledu seshora.

Model můžeme udělat v různém měřítku, jak na lavici ve třídě, tak i např. venku před školou v rámci projektového dne (viz obr. 9; pak potřebujeme prostor alespoň 3 m × 15 m). Žáci by měli mít představu o pojmu měřítka (který lze zopakovat). Na podobném principu můžeme navrhnout model jiného souhvězdí (např. podle výběru žáků), sluneční soustavy (např. v měřítku 1 au = 10 cm, model Neptunu pak bude ve vzdálenosti 3 m od modelu Slunce) nebo naší Galaxie (např. v měřítku 100 000 ly = 1 m, sluneční soustava pak bude znázorněna ve vzdálenosti 30 cm od středu disku, který má v centrální části tloušťku 15 cm). Opět připomeňme, že pokud pracujeme s více zdroji, mohou se údaje o vzdálenostech hvězd lišit, důležitý je tak především řád (desítky, stovky, tisíce ly) než hodnota na 3 a více platných cifer.

Práce na modelu nabízí příležitost k využití předmětových vztahů (pracovní činnosti, výtvarná výchova, dějepis, český jazyk a literatura). Pokud se na vytvořený model díváme jiných stran, můžeme využit fantazie žáků na navrhnout jiný název souhvězdí pro pozorovatele v jiných částech Galaxie (můžeme zdůraznit, že hvězdy, které jednotlivě na obloze rozlišíme jsou součástí právě naší Galaxie, ne jiných). Pojmenování souhvězdí je také možností připomenout příběhy z antických bájí a mýtů.

Na modelu lze ukázat, že světlo hvězd, které nyní pozorujeme, bylo vysláno v různých časech; podle měřítka navrženého v pracovním listu urazí 1 cm v našem modelu za 10 let. Čas vyslání světla, které nyní pozorujeme tak můžeme spojit z historickými událostmi před 450, 650 nebo 1 300 lety.

Na hvězdách Orionu lze také okomentovat různé fáze „života“ a vývoje hvězd. Jejich stáří většinou nedosahuje geologického věku Země 4,5 miliard let. Nejmladší hvězdy Orionu se nacházejí v emisní mlhovině M42, jejich stáří odhadujeme na 10 000–300 000 let (zformovaly se tedy v době, kdy na Zemi žili Neandrtálci, popřípadě první předkové rodu Homo sapiens). Stáří hvězd Orionova pásu Mintaka a Alnilam se pohybuje v rozmezí 3 – 6 milionů let a odpovídá době, kdy se na Zemi žili hominidé rodu Australopithecus.Stáří rudého obra Betelgeuse se pohybuje okolo 10 miliónů let, v době jeho vzniku nebyli na zemi ještě žádní hominidé, ani např. travnaté louky a savany, jak je známe dnes.

Doplňující úkoly mohou žáci provést samostatně, můžeme je splnit společně s celou třídou nebo zadat jako domácí cvičení. Pomocí počítačových programů dnes můžeme poměrně snadno pozorovat změnu vzájemné polohy hvězd v čase (obr. 10) a uvědomit si, že i když z hlediska života několika lidských generací jde o „stálice“, v delším časovém úseku se jejich vzájemná poloha i vzdálenost mění (byť jen „trochu“). Různé počítačové programy mohou vykreslovat čáry spojující hvězdy v souhvězdí s jistými odlišnostmi.

Obr. 16: Souhvězdí Orion v čase (generováno programem SkyChart/Cartes du Ciel, upravené)