Jako mladíka jej zajímala hvězdná obloha a chodil na hvězdárnu, takže z Brna zamířil na pražský Matfyz. Pak už následovalo působení v USA včetně Princetonu či stipendia vesmírné agentury NASA, načež se fyzik Ondřej Pejcha vrátil do Česka. V roce 2018 přinesl na Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy prestižní grant Evropské výzkumné rady (ERC). Tehdy byl „startovního typu“, cílil na výzkum interakcí dvojhvězd.
A nyní Ondřej Pejcha uspěl znova! Od července 2025 začne řešit již ERC Consolidator grant čili podporu pro zkušenější vědce, která činí 2,3 milionu eur na pětileté bádání jeho vícečlenného týmu.
Sympatickému astrofyzikovi, jenž se mezitím na MFF UK habilitoval a stal se vlastně „tváří“ úspěšného programu UK Primus pro mladé group-leadery, se povedl v Česku málo vídaný úspěch, když ve tvrdé ERC soutěži uspěl již podruhé. „Nyní se zaměřím na projekt Dynamika tekutin v binárních systémech složených z hvězd a černých děr. Cílem je uskutečnit dosud nedosažitelné magneto-hydrodynamické simulace binárních systémů složených z hvězd, planet, neutronových hvězd a černých děr,“ řekl Ondřej Pejcha magazínu Forum s tím, že pokrok v chápání jevů umožní třeba i lepší interpretaci dalších pozorování z pozemních i kosmických observatoří.
„Samozřejmě mě těší, že se to povedlo i podruhé; vlastně jsem to zkoušel třikrát. Před tímto grantem jsem se radil na akci Czexpats in Science s Matyášem Fendrychem, jak na to podruhé šel,“ říká Pejcha o rostlinném biologovi, který rovněž nejprve pro Přírodovědeckou fakultu UK získal startovní (2018) a pak grant konsolidační (2023).
Jestli se nepletu, tak u dalšího ERC nemůže jít jen o „rozvíjení téhož tématu“, ale má to být nová myšlenka, nápad. Můžete porovnat oba své granty: tehdejší Starting a nynější Consolidator? Když jsme si povídali před pěti lety, zaměřil jste se na dvojhvězdu. Vycházíte teď z něčeho, co jste zjistil během uplynulých let své práce?
ERC Starting grant měl za cíl pochopit jen jednu konkrétní fázi vývoje dvojhvězd, říká se tomu common envelope evolution – v češtině je to něco jako „vývoj ve společné obálce“. To je vlastně nejzáhadnější fáze vývoje dvojhvězd, nicméně je velmi dynamická. Hvězdy se k sobě velmi rychle přiblíží a děje se spousta věcí. Ale samozřejmě existuje pořád hodně nevyřešených problémů i v situacích, kdy se vzdálenost dvojhvězdy příliš nemění. Mezi zajímavé jevy v těchto případech patří třeba promíchávání látky uvnitř hvězd, disky okolo dvojhvězd anebo přenos hmoty mezi oběma hvězdami. O těchto procesech víme už desítky let, ale přesto pořád neznáme dostatečně přesně, co se děje a jak.
Takže u jednoho problému jste přišel na to, že je kolem toho i plno dalších otázek?
To jsem jako samozřejmě věděl, to jsou základní věci v astronomii dvojhvězd (směje se). Ale řekněme, že jsem si více začal uvědomovat teoretické nejasnosti, jež jsou s tím vším spojeny, protože když se něco studuje desítky let, neznamená to, že nějaké parametry v teorii také známe lépe nežli třeba před třiceti lety.
Zajímalo při druhém ERC hodnoticí komisi, čeho jste se z prvního grantu dobádal?
Při interview se na to nikdo neptal, ale výsledky z prvního ERC samozřejmě hrály důležitou roli v součásti přihlášky jako „track record“. Takže to bylo asi v pohodě.
A vy sám startovní grant hodnotíte jak? Jste spokojen s výsledky?
Asi nakonec ano. Grant ještě běží do konce června 2025, do kdy musíme dodělat poslední věc a kdy mnohaleté úsilí vývoje metody bude korunováno aplikací přímo na problém, který nás zajímal – na „vývoj společné obálky“. V některých jiných aspektech se přesně to, co jsem měl původně na mysli, nepovedlo. Ale udělali jsme jinou sadu simulací, jež se zaměřovala na jinou fázi vývoje ve společné obálce, na niž se specificky předtím nikdo nezaměřil. Takže se dá říct, že duch mého proposalu byl naplněn, ovšem metoda se částečně odlišovala.
Kdo všechno působil během těch pěti let v týmu?
Kostrou týmu byli dva postdoci. Prvním byl Diego Calderón z Chile, jenž byl v Praze něco přes tři roky a na základě toho, co dělal na Matfyzu, dostal současně nabídku coby postdok v Hamburku v ERC Advanced grantu Stephana Rosswoga a zároveň i Humboldtovo stipendium do ústavu Maxe Plancka v německém Garchingu, kde je teď. Tím druhým byl Damien Gagnier původem z Francie, který u nás byl také přes tři roky. Loni v září se přesunul do Heidelbergu, do skupiny Friedricha Röpkeho, který má taky ERC Advanced grant a studuje stejnou fázi vývoje dvojhvězd jako my. I Damien si mohl vybírat z několika postdoktorských nabídek.
A pokračují v tom, co se u vás naučili, nebo dělají úplně jiná témata?
Damien Gagnier se do tématu ponořil hodně do hloubky a stal se expertem na dvojhvězdy. Vlastně se mu podařilo zkombinovat své znalosti o osamocených hvězdách z doktorátu s tím, co se naučil u nás. Myslím si, že jeho články budou důležité. Diego Calderón má širší zájmy, takže jej zajímají i témata jako třeba slapové roztrhání hvězd černými dírami a podobně.
Tedy o nich ještě uslyšíme?
No doufejme, doufejme! U doktorandů v naší skupině to bylo složitější, protože přecházeli z různých grantů – ze začátku jsme měli univerzitní Primus a pak grant ministerstva školství, teď mám i GA ČR. Ale zmínil bych Camille Landri z Francie, která je první doktorandka, co mi dostudovala. Od letošního září pokračuje na Katolické univerzitě v belgické Lovani. A druhý doktorand, který dostudoval, je Milan Pešta, který se pomocí „postdoc outgoing fellowship“ od GA ČR přesouvá jako postdok na Ohio State University v USA.
Tam jste před lety byl i vy, ne?
Ano. Tam jsem dělal doktorát, ale v tomhle případě je to opravdu jen náhoda, protože Milan tam jde pracovat na strojovém učení s Yuan-Sen Tingem, který se tam nedávno přesunul z Austrálie.
Vy jste se po návratu do Česka habilitoval. Též tady učíte. Jaké vedete kurzy?
Učím povinný předmět pro magisterské studium Základy teorie plazmatu, což je relevantní i z vědeckého hlediska, protože to, co studuji, je také plazma (předmět vyučuje částečně spolu s Radomírem Pánkem, jenž se stane budoucím předsedou Akademie věd ČR a je expertem na termojadernou fúzi v evropských organizacích – pozn. redakce). Na jaře v semestru bych měl spolu s kolegy poprvé učit Principles of Physics IV pro nový program Bc Science, který uskutečňují Přírodověda a Matfyz dohromady. A kromě toho vedu ještě výběrovku Astrofyzika zdrojů gravitačních vln a také seminář „science coffee“.
Baví vás učit?
Ano, jsem v univerzitním prostředí rád právě kvůli kontaktu se studenty; je to z mého pohledu důležité a umožňuje mi to najít rovnováhu mezi výukou a vědou.
Už se vás ve čtyřiceti ptají, kdy budete profesorem?
Už ano (usmívá se). Nějak o tom přemýšlím, ale zatím jsem konkrétní kroky neučinil.
Je astrofyzika na MFF UK samostatný obor nebo nějaká specializace fyziky?
Studenti mají astronomii jako separátní obor navazujícího magisterského studia. Astrofyzika se ale prolíná i s teoretickou fyzikou.
Když si někdo přečte náš rozhovor v UK Forum a řekne si: „Chci být jako Ondřej Pejcha, chci zkoumat hvězdy a moc mě to baví“, co pro to může udělat?
Ať jde k nám na Matfyz. Na bakalářském stupni se studuje obecná fyzika a ke specializaci na konkrétní obor dojde během navazujícího magistra. Anebo může přijít i přímo za mnou.
I v prváku?
Jo! Zrovna na podzim za mnou přišel student na začátku druhého ročníku a říkal přesně to, co jste uváděl, že ho zajímá astronomie a chce ji dělat. Domluvili jsme se. Je moc šikovný.
Plejáda českých ERC dvojhvězd
Získat dvakrát ERC grant je neobyčejný úspěch dokazující jednak kontinuitu světového výzkumu, ale jednak pestrost vědeckých nápadů, neboť nový záměr nemůže jen „rozvíjet“ předchozí námět. Musí být opět novátorský. Do Česka získal ERC dvakrát Tomáš Jungwirth pro výzkum spintroniky (dokonce ve vůbec nejpokročilejší Advanced kategorii, 2010 a 2023), ekonom Filip Matějka z ústavu CERGE-EI (startovní 2015, konsolidační 2020), dále rostlinný biolog Matyáš Fendrych na PřF UK/AV ČR (startovní 2018, konsolidační 2023) anebo matematik Libor Barto z MFF UK (konsolidační 2017, synergický 2022). Když už je tu řeč o „dvojhvězdách“, takto hvězdný počin se dvakrát v Česku podařil ještě právníkovi Davidu Kosařovi (StG 2015, CoG 2020), biologovi Pavlu Plevkovi (StG 2013, CoG 2022), genetikovi Ondřeji Štěpánkovi (StG 2018, CoG 2024), chemikovi Michalu Otyepkovi (CoG 2015, pak i takzvaný Proof-of-concept 2020), organickému chemikovi Milanu Vrábelovi (StG 2015, PoC 2022), informatikovi Janu Vitekovi (AdG 2015, PoC 2023) a také neurovědci Adamu Williamsonovi (CoG 2023, PoC 2024), jenž už byl úspěšný i dříve v zahraničí (StG 2016). Ještě několik Čechů získalo ERC vícekrát pro zahraniční i českou instituci (chemička Jana Roithová, matematik Dan Kráľ či kybernetik Josef Šivic anebo „mikroskopista“ Tomáš Čižmár).
Pramen: UK Forum, ERC, archiv
Pojďme k aktuálnímu ERC Consolidator grantu. Když porovnáte první startovní soutěž s tou pokročilejší, bylo to náročnější? Ptala se vás komise na těžší věci?
No, já byl vlastně už na třech ERC interview – to první nebylo úspěšné, ale každé z těch tří bylo úplně jiné. Tentokrát jsem vlastně ani nevěděl, na co se připravit... Měl jsem cvičná interview, jak ta, která organizoval Zdeněk Strakoš v Technologickém centru Praha, tak zkusmou prezentaci před několika zahraničními kolegy. Při přípravě mi pomáhal Václav Kučera z MFF, se kterým jsme konzultovali numerickou metodu a je členem týmu.
A když srovnáte oba své úspěšné pohovory, 2018 a 2024, v čem se lišily?
Při prvním interview na ERC Starting padaly spíše dotazy na vědecké aspekty, zatímco v ERC Consolidator interview zazněla spousta technických dotazů, proč právě tahle metoda, proč ne jiná a proč se to nepovedlo lidem přede mnou. Překvapilo mě, že se vůbec neptali na rozpočet, ač jsem přednesl žádost o navýšení limitu grantu nad dva miliony eur kvůli přístupu k velké infrastruktuře. Ptali se spíš, jak budu hledat a najímat postdoky, a nakonec padla i otázka, jakým vědeckým úspěchem se za deset let pochlubím svému učiteli ze základní školy.
Co jste jim řekl?
Že doufám, že přijdu na něco opravdu nového.
V našem povídání se objevují německé instituce i jména. Dá se říci, že třeba právě Němci hrají ve vašem tématu prim?
Německo je určitě historicky silné ve hvězdné astrofyzice a jde především o dvě hlavní centra: jednak Garching u Mnichova a jednak Heidelberg, kde jsou též ústavy Maxe Plancka zabývající se hvězdnou astrofyzikou. Ale je to i Holandsko: Radboud, Amsterdam... A samozřejmě Anglie – Cambridge, Oxford.
Vzpomínám si, že jste před lety chválil i americké Ohio.
Z pohledu doktorského programu v astronomii skončila Ohio State University sedmá v celoamerickém hodnocení. Ovšem třeba na dvojhvězdách tam z teoretického hlediska moc nepracují a touto oblastí jsem se sám začal zabývat více až během postdoku v Princetonu.
Jak je na tom Česko? Nebo jste spíše „osamocenou hvězdou“ v tématu?
V Česku je hodně lidí, co pozorují dvojhvězdy. Ale i tradice v teorii je tady dlouhá a sahá až k Miroslavu Plavcovi, který nakonec skončil na University of California Los Angeles nebo ke Zdeňku Kopalovi, který prožil většinu kariéry v Manchesteru. To byli lidé, kteří měli ve své době celosvětový dopad na dvojhvězdnou astrofyziku. Další takovou osobností byl nedávno zesnulý Zdeněk Kohoutek, jenž působil dlouhou dobu v Hamburku, kde se zabýval planetárními mlhovinami. O mnoha planetárních mlhovinách se dnes domníváme, že jsou výsledkem vývoje dvojhvězdy ve společné obálce.
Pojďme k aktuálnímu ERC. Říkal jste, že si musíte připlatit za extra přístup k nějaké velké infrastruktuře – potřebujete k dalekohledu, nebo jde o výpočetní výkony?
Já jsem teoretik, takže potřebuji výpočetní cluster. V Česku máme národní infrastrukturu IT4Innovations (IT4I, superpočítačové centrum v Ostravě za dvě miliardy korun, jež vzniklo z OP VaVpI – pozn. red.), kterou jsme štědře využívali během ERC Starting grantu a díky které jsme měli konkurenční výhodu vůči kolegům v zahraničí, protože jsme mohli udělat větší výpočty než oni. Tato infrastruktura je ale sdílená a často se na spuštění úloh nějakou dobu čeká. Pro vývoj kódu a ladění programu však potřebujeme okamžité spuštění, čehož dosáhneme nejlépe pomocí exkluzivního přístupu k malému lokálnímu clusteru. Z grantu zakoupíme několik dedikovaných výpočetních nodů přímo v klastru zde na Matfyzu.
Kolik tak potřebujete „času“ na spočítání vašich hvězdných úloh?
Na produkční úlohy, jaké měl Damien Gagnier v 3D, potřeboval každý rok přibližně deset milionů výpočetních hodin na IT4Innovations.
Deset milionů výpočetních hodin... Kolik to reálně zabralo času a procesorů?
Profesionální kódy jsou schopné běžet na několika stovkách uzlů čili několika tisících procesorů a výpočty tak trvají několik týdnů.
I na to půjde část vašeho pětiletého rozpočtu o výši 2,3 milionu eur čili 58 milionů korun – vedle platu na všechny výzkumníky a podobně. Co je hlavním vědeckým tématem a obsahem nového ERC? My, laici, to nejspíše nepochopíme, ale zkuste to.
Téma nového grantu je vhodné srovnat s prvním grantem, kdy nás zajímala jedna konkrétní fáze vývoje dvojhvězd. Teď nás však více zajímá vývoj výpočetní metody pro studium struktury dvojhvězd, která má potenciálně mnohem širší dosah pro mnoho problémů v celé astrofyzice. Tématem našeho zájmu budou jak dvojhvězdy složené z „obyčejných“ hvězd podobných našemu Slunci, tak i hvězdy obíhající okolo kompaktního objektu (bílý trpaslík, neutronová hvězda, černá díra), ale třeba také dynamika plynu okolo dvojitých supermasivních černých děr ve středech galaxií.
Není úplně možné říci, že zodpovíme nějakou jednu konkrétní otázku, ale každý z druhů dvojhvězd má svoje otevřené problémy, k jejichž vyřešení přispějeme. Konkrétní volba témat závisí na zájmech budoucích členů týmu, ale mezi témata zajímavá pro mne osobně patří promíchávání materiálů uvnitř hvězd, které může způsobit chemicky homogenní vývoj hvězd, což je důležité pro vznik zdrojů gravitačních vln. Druhá oblast, jež mě zajímá, jsou cirkumbinární disky, což jsou rotující plynové struktury okolo dvojhvězd, kde spolu tato tři tělesa složitým způsobem interagují. A třetí oblastí jsou výbuchy, třeba klasické novy, kdy na jedné z hvězd ve dvojhvězdě dojde k explozi, která ovlivňuje binárního souputníka.
Za výzkum gravitačních vln, které zmiňujete, byla někdy před šesti sedmi lety udělena Nobelova cena, ne? Dotýkáte se nějak tohoto velkého fenoménu?
Ano, v roce 2017. Určitě to je ohromná motivace a povzbuzení pro celý náš obor. Dosud nezodpovězené problémy mají najednou díky detekci gravitačních vln mnohonásobně vyšší urgenci; máme nové objekty, zájmy a způsoby, jak celou tuhle komplexní oblast zkoumat.
Kolik budete mít ve svém týmu lidí tentokrát?
Plánuji mít dva postdoky plus tři doktorandy. Osvědčilo se mi to jako ideální velikost vědeckého týmu, která mi stále umožňuje interagovat se všemi, jít ještě do hloubky a zároveň už je tým dostatečně veliký, že se členové baví mezi sebou.
A kdy s vaším projektem začínáte?
Nový ERC Consolidator grant může začít až poté, co skončí předchozí, takže to bude hned od 1. července 2025. Členy týmu budu vybírat v následujících měsících, ale reálně nastoupí na podzim podle cyklu akademického roku, tedy semestru. Své spolupracovníky hledám po celém světě, uzávěrka přihlášek je koncem letošního ledna.
Autor: Martin Rychlík
Foto: Hynek Glos, Michal Novotný
Zdroj: Univerzita Karlova
Článek vyšel v on-line magazínu Univerzity Karlovy UK Forum.
Ondřej Pejcha je astrofyzik, jenž v roce 2018 získal ERC Starting grant a nyní i vyšší kategorii ERC Consolidator grant. Vystudoval teoretickou fyziku na Matematicko-fyzikální fakultě UK (2008), pak pokračoval ve studiu astronomie na Ohio State University, kde roku 2013 získal doktorský titul Ph. D. Posléze působil jako postdok na Princeton University v USA, kde získal i prestižní stipendium NASA. V září 2017 se díky univerzitnímu programu UK Primus pro nové skupiny nadějných řešitelů vrátil na MFF UK do Prahy. Zde se také habilitoval. Je autorem pěti desítek studií s asi 2500 citacemi; s manželkou Evou – rovněž vědkyní – vychovává dvě dcery.
- Autor článku: ne
- Zdroj: Univerzita Karlova
