wtorek, 13 października 2015

McGoris #8 - Ciekawe i zadziwiające zjawiska astronomiczne/atmosferyczne.

 Jakie są najciekawsze, znane zjawiska, które możemy dostrzec gołym okiem bądź przy pomocy amatorskiego teleskopu? Opowiem o zaćmieniach, koniunkcjach, tranzytach, tęczach, zorzach, halo itp.


Źródło: internet


1. Zaćmienia.


Chyba najbardziej popularne i znane zjawisko, o którym słyszał każdy. Z zaćmieniem mamy do czynienia wtedy, gdy jedno ciało niebieskie zakryje drugie ciało rzucając cień. Najbardziej spektakularne i znane zjawiska to zaćmienie Słońca i Księżyca.

1.1 Zaćmienie Słońca.

Do zaćmienia Słońca dochodzi wtedy, gdy Księżyc pojawi się między Słońcem a Ziemią, przysłaniając światło od Słońca, rzucając cień. Zaćmienie Słońca nie jest dość częstym zjawiskiem.

Orbita Księżyca nie jest idealnie równa z ekliptyką przez co tor ruchu księżyca jest troszkę niżej lub wyżej oraz nie zawsze za dnia trafi się przejście przez tarczę słoneczną. (POST #2)

Cień księżyca jest niewielki, więc zaćmienie całkowite będzie widoczne tylko z jakiegoś niewielkiego obszaru , a np. 500 km dalej już tylko częściowe. W ciągu roku występują (gdzieś na kuli ziemskiej) co najmniej dwa zaćmienia Słońca, ale nie więcej niż pięć (z tych najwyżej trzy są całkowite).
Statystycznie rzecz biorąc, całkowite zaćmienie Słońca zdarza się na danym obszarze mniej więcej co 370 lat.

Schemat zaćmienia Słońca (odległości i skala nie są zachowane)



Są 3 typy zaćmień:


1.1.1 Zaćmienie całkowite

Cała tarcza słoneczna jest przesłonięta przez Księżyc. Obserwator znajduje się całkowicie w cieniu Księżyca. Podczas zaćmienia całkowitego widoczna staje się korona słoneczna. Jest to zewnętrzna część atmosfery słonecznej, rozciągająca się miliony kilometrów od Słońca. Korona słoneczna jest znacznie bardziej gorąca od powierzchni Słońca.

Korona słoneczna widoczna podczas całkowitego zaćmienia Słońca we Francji w 1999r.  źródło: wikipedia.org

Podczas całkowitego zaćmienia można zauważyć nieraz jeszcze jedno zjawisko zwane "pierścieniem z diamentem". Dzieje się tak, gdy jakaś nierówność na księżycu (tj. krater czy góra) przepuści niewielką część światła, gdzie na tle korony słonecznej można zobaczyć światełko.

Zjawisko "Pierścień z diamentem" źródło: wikipedia.org
 Z terenów Polski raczej całkowitego zaćmienia nie dożyjemy, najbliższe całkowite zaćmienie widoczne z  Polski dopiero będzie 7 października 2135 roku. Ale można częściej natknąć się na częściowe, o czym poniżej.

Tutaj mamy pewną ciekawą zależność, że Księżyc przysłania całe Słońce - Słońce, które jest 400 razy większe od naszego Księżyca, ale jest jednocześnie - 400 razy dalej niż Księżyc. To powoduje, że rozmiary kątowe tych dwóch ciał jest mniej więcej taka sama.




1.1.2 Zaćmienie częściowe

Podczas zaćmienia częściowego nie cała tarcza Słońca jest zakryta przez Księżyc. Obserwator wtedy znajduje się w półcieniu. Częściowe zaćmienia są dużo częstsze niż całkowite. Jeśli chodzi o jasność nieba, to jest praktycznie tak samo jasno, niebiesko.
Zaćmienie częściowe było widoczne z Polski całkiem niedawno. 20 marca 2015r. Sam obserwowałem zaćmienie przez teleskop (z odpowiednim filtrem założonym na obiektyw).

Zdjęcie z zaćmienia z marca - moje zdjęcie.

Było widać także gołym okiem, ale dla bezpieczeństwa warto było przyłożyć sobie np. płytę dvd czy maskę spawalniczą. I nie wolno się także długo wpatrywać!

1.1.3 Zaćmienie obrączkowe.

Pisałem wyżej o zależności między odległością i wielkością, że rozmiary kątowe są mniej więcej takie same. Nie zawsze. Orbita Księżyca jest nieco eliptyczna i jego odległość od Ziemi nie jest stała.
Gdy Księżyc znajdzie się w tzw. apogeum, że oddali się najbardziej, wtedy jego rozmiar kątowy jest ciut mniejszy. Taki Księżyc nie jest w stanie przykryć całej tarczy Słońca - wtedy mamy do czynienia z tzw. zaćmieniem obrączkowym.

Obrączkowe zaćmienie Słońca.

W Polsce do zaćmienia obrączkowego dojdzie 13 lipca 2075 roku, więc może dożyjemy.


1.2 Zaćmienie Księżyca ("krwawy księżyc")

Do zaćmienia Słońca dochodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem i Księżycem będącym w pełni. Tak samo jak zaćmienia Słońca, istnieje zaćmienie całkowite i częściowe.

Podczas tego zjawiska księżyc staje się czerwony, przez co jest nazywany "krwawym" Księżycem.

Dzieje się tak dlatego, że Księżyc nie znajduje się tak jakby w cieniu, tylko jego stożku. To powoduje załamanie się światła, jego osłabienie, temu widzimy barwę czerwoną. Podobne zjawisko jest gdy Księżyc jest nisko nad horyzontem, gdzie przechodząc przez atmosferę światło słabnie, gdzie widać księżyc pomarańczowy/czerwony.

Zaćmienie Księżyca było bardzo niedawno - 28 września 2015 roku i zaczęło się od godziny ok. 3:10. Następne będzie 27 lipca 2018 roku.

Przebieg zaćmienia Księżyca


1.3 Koniunkcje

Koniunkcja jest to takie zjawisko, gdy obiekty względem obserwatora ułożą się mniej więcej w jednej linii. Efektem są widoczne dwa ciała niebieskie bardzo blisko siebie. Przykładem takiej koniunkcji jest na przykład koniunkcja Jowisza i Wenus. Dwa obiekty są bardzo jasne i rzucają się w oczy.

Koniunkcja Jowisza i Wenus - 30.06.2015r. . Planety są bardzo jasne i spektakularne. źródło: http://www.nauklove.pl
A ja zrobiłem z przybliżeniem zdjęcie dwóch planet. Na zdjęciu widać fazę Wenus oraz pasy zwrotnikowe na Jowiszu. Niestety z powodu chmur nie chwyciłem księżyców Jowisza.

Na zdjęciu widać księżyce Jowisza. (przepalone zdjęcie)

Planety były widoczne przy powiększeniu 80x w jednym polu widzenia.

Koniunkcja może być wielu ciał niebieskich. Na przykład koniunkcja Księżyca z Marsem, Wenus z Marsem i Księżycem, Jowisz z Saturnem itp. Poniżej przedstawiony jest schemat koniunkcji jak Wenus i Jowisz są w jednej linii względem obserwatora.

Koniunkcja Wenus z Jowiszem dla obserwatora z Ziemi.(Skala i rozmiar nie zostały zachowane)

Może dojść do sytuacji, gdzie jedna planeta zasłoni drugą. Są to niesamowicie rzadkie zjawiska. Gdzieś widziałem (ale nie pamiętam dokładnie kiedy, gdzieś w 2060-2070) ma właśnie Wenus zasłonić Jowisza.


2. Tranzyty

Tranzyt jest to zjawisko, gdy dwa obiekty staną w jednej linii przez co dane ciało niebieskie przejdzie przez tarczę drugiego ciała niebieskiego. Jedno ciało niebieskie przeważnie ma mniejszy rozmiar kątowy od drugiego.


2.1 Tranzyt Wenus/ Merkurego na tle tarczy słonecznej.

Przykładem ciekawego zjawiska jest tranzyt Wenus na tle tarczy słonecznej. Zdarza się to dosyć rzadko ze względu tego, że orbity Wenus i Ziemi nie są tak samo nachylone. Zjawisko jest widoczne gołym okiem jako mała kropka na tle jasnego Słońca (najlepiej jest gdy jest mgielnie, wtedy przygasza światło słoneczne)

Tranzyt Wenus na tle tarczy Słońca - 6 czerwca 2012r. widoczne z Polski.

Względne nachylenie orbit Ziemi i Wenus.
Ciekawostka: W roku 1663 szkocki astronom James Gregory zaproponował, zaś angielski astronom Edmund Halley rozwinął i spopularyzował wykorzystanie zjawiska przejścia Wenus do dużo dokładniejszego wyznaczenia kąta paralaksy. (POST #5)

Jeżeli dwaj obserwatorzy z różnych miejsc na Ziemi dokładnie zmierzą czas trwania zjawiska, to z porównania ich pomiarów można wyliczyć paralaksę planety.
Dzięki niej jest możliwe wyznaczenie odległości Ziemi do Słońca z dość sporą dokładnością.

Schemat użycia paralaksy do pomiaru odległości.

Przez tarczę słoneczną może także przetranzytować Merkury. Lecz nie będzie ono widoczne gołym okiem, jedynie przy pomocy nawet małego teleskopu (z założonym filtrem na obiektyw). Merkury jest zbyt mały by go dostrzec. W Polsce będzie widoczny 9.05.2016r.


2.2 Tranzyt satelitów Jowisza na tle tarczy planety. 

Przez amatorski teleskop można zaobserwować tranzyt któregoś z księżyców Jowisza, a dokładnie cień, jaki rzuca. Jowisz posiada 67 księżyców, z czego 4 są wyjątkowo duże. Tzw. księżyce Galileuszowe (jako pierwszy zaobserwował je Galileusz). Europa, Io, Callisto i Ganimedes.

Na tle tarczy planety możemy zaobserwować mały, czarny krążek.

Tranzyt jednego z księżyców Jowisza.


Tranzyt aż trzech księżyców - zdjęcie z teleskopu Hubble'a.

Tranzyt księżyców Jowisza jest zjawiskiem dosyć częstym. W ciągu widoczności planety można zaobserwować z kilka razy. Sam widziałem przez mój teleskop wiele razy to zjawisko.
Natomiast rzadszym zjawiskiem jest, gdy przetranzytują dwa lub więcej księżyców.

Największy cień będzie rzucał Ganimedes - największy księżyc Jowisza, a nawet największy w Układzie Słonecznym - jest większy nawet od planety Merkury.
Najmniejszy zaś rzuci Europa.

Porównanie wielkości Jowisza oraz księżyców Galileuszowych. Od dołu -> Calisto, Ganimedes, Europa, Io

2.3 Tranzyt ISS (Międzynarodowa Stacja Kosmiczna) na tle tarczy Słońca/ Księżyca.


Nieraz dochodzi do takiej sytuacji, że ISS przeleci na tle tarczy Słońca lub Księżyca.

Tranzyt ISS na tle Słońca.



3. Halo.

Halo jest to zjawisko optyczne, które zachodzi w atmosferze ziemskiej na tle tarczy słonecznej lub księżycowej. Występuje ono w postaci białego/świetlistego/tęczowego pierścienia widocznego wokół Słońca/Księżyca.
Zjawisko wywołane jest załamaniem na malutkich kryształach lodu znajdującego się w chmurach i odbiciem wewnątrz kryształów lodu znajdujących się w chmurach pierzastych piętra wysokiego tzw. Cirrostratusy - mgielne, wysokie chmurki) lub we mgle lodowej. Halo można zaobserwować głównie zimą.

3.1 Halo słoneczne.

Halo słoneczne jest pięknym zjawiskiem, który miałem okazję zaobserwować na żywo ubiegłej zimy.
Składa się ono z wielu części:

Halo słoneczne, Niemcy.

1. Halo 22° - Okrąg o promieniu kątowym 22 stopnie. Czyli ten mniejszy.
2. Słońca poboczne - Jasne obszary po bokach halo 22°.
3. Słup słoneczny - Pionowy słup widoczny poniżej i powyżej Słońca.
4. Krąg parheliczny - Poziomy krąg, przechodzący przez Słońce.
5. Łuk okołozenitalny - Tęczowy łuk, widoczny ponad Słońcem wokół zenitu.
6. Halo 46° - Okrąg o promieniu kątowym 46 stopni. Czyli ten większy.
7. Podsłońce - pojaśnienie widoczne nisko nad horyzontem.


Opis halo słoneczego.


3.2 Halo księżycowe.

Tak samo jak halo słoneczne tylko, że dookoła księżyca w nocy. Występuje tylko jeden jasny okrąg. Także miałem okazję zaobserwować to zjawisko :)

Halo księżycowe - autor: W. Grzanka, źródło: grzanka.pl

4. Tęcza

To zjawisko chyba każdy zna, często po deszczu jest widoczna. Ale jak ono działa?
Zjawisko występuje w postaci charakterystycznego wielokolorowego łuku, widocznego, gdy Słońce lub Księżyc oświetla krople wody w atmosferze ziemskiej.

Tęcza powstaje w wyniku rozszczepienia światła słonecznego na pasmo światła widzialnego. Kolory widoczne to fale elektromagnetyczne o długości od 380nm (fiolet) do ok. 780nm (czerwień).

Najczęściej jest obserwowana tęcza główna, ale może być też czasem widoczna podwójna.

Podwójna tęcza.
Pomimo faktu, że w tęczy występuje niemal ciągłe widmo kolorów, tradycyjnie uznaje się, że kolorami tęczy są: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, fioletowy i indygo.

Tęcza może się pojawić podczas opisanego wyżej halo.

5. Zorza polarna.

Jest to zjawisko, które można zaobserwować w górnej atmosferze w okolicy biegunów planety, która posiada silne pole magnetyczne dwubiegunowe. Występuje w postaci długich, kolorowych welonów o kolorach czerwonych, zielonych czy purpurowych.

Jak powstaje to zjawisko?

Słońce stale emituje strumień naładowanych cząstek, czyli tzw. wiatr słoneczny. W pobliżu Ziemi większość cząstek są w większości odpychane przez pole magnetyczne planety.

Schwytane przez ziemską magnetosferę cząstki poruszają się po torze wzdłuż linii pola magnetycznego łączących obydwa ziemskie bieguny magnetyczne, powodując wzbudzenia atomów w obszarze polarnym, a skutkiem tego świecenie zorzowe.

Kolor zorzy zależy również od określonego gazu w atmosferze. Na czerwono i na zielono świeci tlen, natomiast azot świeci w kolorach purpury i bordo.

Pole magnetyczne Ziemi.


Zorza polarna. Fot. Ole Salomonsen
Na Ziemi zorze występują na wysokich szerokościach geograficznych, głównie za kołami podbiegunowymi, chociaż w sprzyjających warunkach bywają widoczne nawet w okolicach 50 stopni równoleżnika, czyli mogą być widoczne nawet w Polsce. Zależy tylko od siły wiatru słonecznego.
Jednak jest to bardzo rzadkie zjawisko w Polsce w porównaniu do np. zórz w Norwegii czy Finlandii, gdzie występują częściej.


Zorze polarne występują także na innych planetach, na gazowych olbrzymach o silnym polu magnetycznym, np. na Jowiszu, Saturnie czy Neptunie.

Na Saturnie zorze obserwowano w ultrafiolecie i w świetle widzialnym, dzięki sondzie Cassini.

Zorza widoczna na biegunach planety Saturn - sonda Cassini.

Dzięki radioteleskopom zaobserwowano także zorze na odległych gwiazdach. Na gwiazdach bardzo chłodnych takich jak np. brązowe karły.


Jak wam się spodobało -> Udostępniajcie, lajkujcie, w komentarzach zadawajcie pytania, na które postaram się odpowiedzieć.

Prosiłbym o wyłączenie Adblocka, bądź dodanie bloga do wyjątków. 



1 komentarz:

  1. Wykorzystane zdjęcia należałoby podpisać imieniem i nazwiskiem autora lub źródłem skąd zostały wykorzystane. Inaczej jest to nieprzestrzeganie praw autorskich, których autorzy mogą się ich domagać nawet w sądzie.

    OdpowiedzUsuń