Rys. 13. Orbita komety

106 www.samosedno.com.pl

Astronomia bez tajemnic. Poznaj fascynujący świat planet i gwiazd

Głowy z warkoczami wśród spadających

gwiazd

Komety dla wielu miłośników astronomii to najpiękniejsze ciała niebieskie. Różnorodność kształ-

tów, nieprzewidywalność i kapryśność to ich immanentne cechy. Komety od tysiącleci zajmują

poczesne miejsce w ludzkiej kulturze. Dawniej traktowane były jako zwiastuny nieszczęść bądź

przełomowych momentów w historii wielkich mocarstw. Stopniowy rozwój wiedzy przyniósł

jednak rzetelne badania komet. Dziś już wiadomo, że są to kilku–kilkunastokilometrowej śred-

nicy brudne zlepki skał, lodu wodnego i zestalonego dwutlenku węgla, pyłu i domieszek róż-

nych innych substancji. Spadają w kierunku Słońca z potężnego rezerwuaru miliardów komet

znajdującego się w obłoku Oorta, na peryferiach Układu Słonecznego. Część z nich to komety

okresowe, które co kilka, kilkanaście, kilkaset lub kilka tysięcy lat pojawiają się ponownie w okoli-

cach gwiazdy centralnej. Zdecydowana jednak większość komet to komety jednopojawieniowe.

Ciekawostka

Ciekawostka

Ciekawostka

107

Rozdział 9. Słoneczna rodzina

Wśród związków chemicznych odkrytych w kometach są też proste związki organiczne.

Jedna z teorii powstania życia na Ziemi zakłada, że w odległej przeszłości nasza planeta

była intensywnie bombardowana przez niezliczone komety. To one dostarczyły podsta-

wowego budulca materii, która wyewoluowała w biologiczne życie.

Kometa daleko w kosmicznych odmętach przypomina zwykłą planetoidę – bryłę skalną o niere-

gularnych kształtach. Zbliżając się do Słońca, zaczyna jednak sublimować, a wokół niej powstaje

rozległa otoczka zwana głową. Im bliżej gwiazdy, tym robi się cieplej. Formuje się charaktery-

styczny gazowy warkocz kometarny w kierunku odsłonecznym, co związane jest z ciśnieniem

wiatru słonecznego. Z jądra komety wydobywają się też cięższe cząsteczki pyłów, które tworzą

warkocz pyłowy, o kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu komety. Po przejściu przez punkt naj-

bliższy Słońcu kometa zaczyna się od niego oddalać, a wszelkie atrybuty jej wspaniałego wyglądu

stopniowo zanikają.

Niektóre komety były tak jasne i potężne, że można je było obserwować nawet w dzień.

W ostatnich latach wyjątkowo spektakularne były pojawienia się komet Hale’a-Boppa,

Hyakutake, Ikeya-Zhanga, Machholza, McNaughta i kilku innych, doskonale widocznych

gołym okiem na wieczornym niebie. Zasoby internetowe są pełne wspaniałych fotogra�i

tych kosmicznych przybyszów.

Do obserwacji komet wystarczy zwykła lornetka o małym powiększeniu lub takiż światłosilny

teleskop. Jako że większość komet to obiekty słabo widoczne, średnica instrumentu może mieć

tu podstawowe znaczenie. Portale astronomiczne informują na bieżąco o nowo odkrywanych

kometach i warunkach ich widoczności na długo przed przejściem przez peryhelium, nie powinno

być zatem kłopotu z odpowiednim przygotowaniem się do obserwacji. Poza wizualnym studium

komety można pokusić się o wykonanie jej fotogra�i. Będzie to wspaniała pamiątka, zwłaszcza że

może to być jedyne pojawienie się głowy z warkoczem.

Wielu miłośników astronomii poświęca się poszukiwaniu i odkrywaniu nowych komet.

Robią to na dwa sposoby. Jedni po prostu przeszukują systematycznie niebo w nadziei

zaobserwowania mglistego obiektu, który wolno przemieszcza się na tle gwiazd. Drudzy

biorą udział w specjalnych programach naukowych, w których profesjonalne fotogra�e

z sond kosmicznych i teleskopów udostępniane są w Internecie, a zadaniem poszukiwacza

jest wskazywanie na nich obiektów, które mogą być kometami. W naszym kraju niekwe-

stionowanym liderem w takich „łowach” jest Michał Kusiak, odkrywca ponad 100 komet!

Komety nie są wieczne. Z każdym obiegiem wokół Słońca tracą dużą część swojego budulca, który

rozsiany wzdłuż orbity krąży tak przez długie lata. Czasem Ziemia w trakcie swojego ruchu obie-

108 www.samosedno.com.pl

Astronomia bez tajemnic. Poznaj fascynujący świat planet i gwiazd

gowego natknie się na takie kometarne pozostałości, co przejawia się wzmożoną liczbą rejestro-

wanych meteorów, czyli spadających gwiazd. Roje meteorów są bezpośrednią pozostałością po

kometach i rozdrobnionych planetoidach. Obserwacje meteorów, wyznaczanie tzw. radiantu roju,

czyli punktu na sferze niebieskiej, z którego zdają się wybiegać, pomagają obliczyć orbitę ciała

macierzystego. Stąd wiadomo, które komety dały początek konkretnym rojom. To bardzo ciekawa

dziedzina astronomii i naprawdę warto spróbować swoich sił w tych kształcących obserwacjach.

Lista wybranych aktywnych rojów meteorów

(opracowanie na podstawie zestawienia Pracowni Komet i Meteorów, www.pkim.org)

Lp. Nazwa Okres

aktywności

Prędkość

(kilometry na

sekundę)

Ilość zjawisk

w ciągu

godziny*

1 Bootydy Czerwcowe 22.06–02.07 18 zmienna

2 Coma Berenicydy 12.12–23.12 65 3

3 Drakonidy 06.10–10.10 20 zmienna

4 Geminidy 07.12–17.12 35 120

5 Kwadrantydy 28.12–12.01 41 120

6 Leo Minorydy 19.10–27.10 62 2

7 Leo Minorydy Grudniowe 05.12–04.02 64 5

8 Leonidy 06.11–30.11 71 20

9 Lirydy 16.04–25.04 49 18

10 Monocerotydy 27.11–17.12 42 2

11 Orionidy 02.10–07.11 66 25

12 Perseidy 17.07–24.08 59 100

13 Perseidy Wrześniowe 05.09–21.09 66 5

14 Taurydy Południowe 10.09–20.11 27 5

15 Taurydy Północne 20.10–10.12 29 5

16 Ursydy 17.12–26.12 33 10

17 α-Aurygidy 28.08–10.09 67 6

18 α-Capricornidy 03.07–15.08 23 5

19 α-Monocerotydy 15.11–25.11 65 zmienna

20 δ-Akwarydy Południowe 12.07–23.08 41 16

21 δ-Aurygidy 10.10–18.10 67 3

22 ε-Geminidy 14.10–27.10 70 3

23 η-Akwarydy 19.04–28.05 66 70

24 η-Lirydy 03.05–14.05 43 3

25 κ-Cygnidy 03.08–25.08 25 3

26 σ-Hydrydy 03.12–15.12 58 3

* Liczba teoretyczna przy założeniu, że radiant roju znajduje się w zenicie i istnieje możliwość obserwowania każdego pojedynczego zjawiska.

Ciekawostka

Ciekawostka

109

Rozdział 9. Słoneczna rodzina

Niezmiernie interesujące efekty można osiągnąć w dziedzinie fotografowania meteorów. Jako

ćwiczebny warto wybrać sobie jeden z aktywnych rojów, takich jak np. sierpniowe Perseidy. Ciepłe

noce sprzyjają długim obserwacjom, toteż uzbrojeni w lustrzankę cyfrową na statywie, wyposa-

żoną w krótkoogniskowy obiektyw, wybierzmy się poza miasto, rozbijmy mały obóz i skierujmy

aparat w stronę gwiazdozbioru Perseusza. Otwórzmy migawkę na czas B i cierpliwie czekajmy

na spadające gwiazdy. Te najjaśniejsze powinny po kilkunastu minutach uwiecznić się w postaci

śladów przecinających łuki gwiazd, które w taki sposób zarejestrowały się podczas ekspozycji nie-

ruchomym aparatem. Gdy będziemy mieli szczęście, a rój okaże się wyjątkowo ob�ty, w jednym

kadrze powinien znaleźć się więcej niż jeden ślad. Na podstawie takiego materiału można łatwo

wyznaczyć współrzędne radiantu.

Słońce i Księżyc w gabinecie cieni

W starożytności zjawiska zaćmień wykorzystywane były często w cyniczny sposób do kontrolo-

wania ludności, zastraszania jej przez kapłanów, którzy sugerowali gniew bogów. Nieznajomość

wśród ludu faktycznego mechanizmu powstawania zaćmień była idealnym narzędziem socjo-

technicznym dla garstki oświeconych. Dziś już nikt nie obawia się boskiej kary, a liczne ekspedycje

do miejsc, gdzie spodziewane jest zaćmienie Słońca, stały się normalnym turystycznym bizne-

sem. Prawdą jest bowiem, że to jedno z najpiękniejszych zjawisk, jakimi uraczyła nas przyroda.

Świadomość, że stojąc na Ziemi, w tej jednej chwili znajdujemy się dokładnie na linii ze Słońcem

i Księżycem, czyni te chwile tak niepowtarzalnymi i głęboko zapadającymi w pamięć.

Niezwykły zbieg okoliczności sprawił, że Księżyc, który zakrywa tarczę słoneczną podczas

całkowitego zaćmienia Słońca, jest tyle razy mniejszy od Słońca, ile razy jest położony

bliżej Ziemi niż ono. Stąd bierze się zgodność średnic kątowych obu ciał niebieskich.

Zaćmienie Słońca zachodzi tylko w czasie nowiu, kiedy Księżyc znajduje się pomiędzy Ziemią

a Słońcem. Muszą jednak zaistnieć odpowiednie warunki, aby doszło do zaćmienia. Ze względu

na niewielkie nachylenie orbity Księżyca do płaszczyzny orbity ziemskiej nie obserwuje się zaćmie-

nia Słońca regularnie raz na miesiąc podczas nowiu, ale znacznie rzadziej. Chodzi o to, aby w mo-

mencie nowiu Księżyc znalazł się w jednym z węzłów swojej orbity, tj. w punkcie, w którym przecina

ona płaszczyznę orbity ziemskiej. To w szczególnych latach może nastąpić maksymalnie pięć

razy, choć nigdy nie będzie to pięć zaćmień całkowitych. Kilka będzie zaćmieniami częściowymi.

Długość trwania całkowitych zaćmień Słońca waha się w zależności od położenia Ziemi

i Księżyca na ich orbitach. Jak wiadomo, są one lekko spłaszczonymi elipsami, a zatem

widoma średnica kątowa Słońca i Księżyca się zmienia. Idąc tym tropem, łatwo wyobrazić

sobie idealne warunki do zajścia długiego zaćmienia Słońca – Ziemia blisko aphelium,

gdy średnica kątowa Słońca jest najmniejsza, natomiast Księżyc blisko perygeum, kiedy

Rys. 14. Zaćmienie Słońca. Księżyc rzuca cień na powierzchnię Ziemi

110 www.samosedno.com.pl

Astronomia bez tajemnic. Poznaj fascynujący świat planet i gwiazd

ma największe rozmiary kątowe. Te najdłuższe zaćmienia mogą trwać nawet do 8 minut!

Czasem, jeśli do zaćmienia dochodzi, gdy tarcza Księżyca jest mniejsza kątowo od tarczy

słonecznej, występuje tzw. zaćmienie obrączkowe.

Obserwacja całkowitego zaćmienia Słońca wiąże się z niesamowitymi wrażeniami. W trakcie fazy

całkowitej dzień zamienia się w noc, pojawiają się gwiazdy, temperatura spada nawet o kilkana-

ście stopni. Przyroda ożywiona zdaje się zupełnie zdezorientowana, zwłaszcza ptaki, którym ktoś

po prostu wyłączył światło. Milkną wtedy, niektóre wręcz siadają oszołomione na ulicach.

W efemerydach zaćmień warto sprawdzić, w którym miejscu nastąpi najbliższe zaćmienie, i po-

starać się choć raz w życiu doświadczyć obserwacji tego fenomenu. Trzeba zawsze pamiętać

o odpowiednim zabezpieczeniu oczu, gdyż bezpośrednia obserwacja słonecznego dysku może

być niebezpieczna dla wzroku.

111

Rozdział 9. Słoneczna rodzina

Najbliższe całkowite zaćmienia Słońca (wliczając zaćmienia obrączkowe)

Data Rodzaj Czas trwania fazy

całkowitej

Region

20.03.2015 całkowite 2:47Atlantyk, Wyspy Owcze, Svalbard, biegun północny

9.03.2016 całkowite 4:09 Indonezja, Ocean Spokojny

1.09.2016 obrączkowe 3:06Afryka Środkowa, Madagaskar, Reunion, Ocean Indyjski

26.02.2017 obrączkowe 0:44południowe Chile i Argentyna, Atlantyk, Angola

21.08.2017 całkowite 2:40Ocean Spokojny, Stany Zjednoczone, Atlantyk

2.07.2019 całkowite 4:33południowy Ocean Spokojny, Chile, Argentyna

26.12.2019 obrączkowe 3:39Katar, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Oman, Indie, Sri Lanka, Indonezja

21.06.2020 obrączkowe 0:38Afryka Środkowa, Półwysep Arabski, Pakistan, Indie, Tybet, Chiny, Tajwan

14.12.2020 całkowite 2:10południowy Ocean Spokojny, Chile, Argentyna, południowy Atlantyk

10.07.2021 obrączkowe 3:51 Kanada, Grenlandia, Rosja

4.12.2021 całkowite 1:54 Antarktyda

14.10.2023 obrączkowe 5:17 Stany Zjednoczone, Kolumbia, Brazylia

8.04.2024 całkowite 4:28 Meksyk, Stany Zjednoczone, Kanada

2.10.2024 obrączkowe 7:25 Chile, Argentyna

Całkowite zaćmienia Słońca mogą być obserwowane tylko z wąskiego pasa o szerokości do 270

kilometrów i długości do kilku tysięcy kilometrów. Stąd też wrażenie, że są to zjawiska niezmiernie

rzadkie, a dla jednego miejsca na Ziemi wręcz niepowtarzalne. Inaczej jest z zaćmieniami Księżyca,

które mogą być obserwowane praktycznie z całej półkuli tam, gdzie satelita znajduje się ponad

horyzontem. W przeciwieństwie do zaćmień Słońca te zachodzą tylko podczas pełni, gdy Księżyc

znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce. Podobnie też musi znajdować się w pobliżu

węzła orbity. Zaćmienia Księżyca są znacznie dłuższe, a to dlatego że stożek cienia rzucanego przez

naszą planetę w pobliżu satelity ma ponad 9 tysięcy km średnicy, co ponad dwukrotnie przekracza

średnicę Srebrnego Globu.

Rys. 15. Zaćmienie Księżyca. Księżyc znajduje się w cieniu Ziemi

112 www.samosedno.com.pl

Astronomia bez tajemnic. Poznaj fascynujący świat planet i gwiazd

Najbliższe całkowite i częściowe zaćmienia Księżyca

Data Początek

zaćmienia

częściowego*

Początek

zaćmienia

całkowitego

Rodzaj Koniec

zaćmienia

całkowitego

Koniec

zaćmienia

częściowego

8.10.2014 9:15 10:25 całkowite 11:25 13:35

4.04.2015 10:16 11:54 całkowite 12:06 15:01

28.09.2015 1:07 2:11 całkowite 3:24 5:24

7.08.2017 17:22 – częściowe – 20:53

31.01.2018 11:48 12:52 całkowite 14:08 16:10

27.07.2018 18:24 19:30 całkowite 21:14 23:31

21.01.2019 3:34 4:41 całkowite 5:44 7:50

16.07.2019 20:01 – częściowe – 0:20

26.05.2021 9:45 11:10 całkowite 11:28 12:53

19.11.2021 7:18 – częściowe – 10:48

16.05.2022 2:27 3:28 całkowite 4:54 5:55

8.11.2022 9:09 10:16 całkowite 11:42 12:49

28.10.2023 19:34 – częściowe – 20:54

* Wszystkie czasy podane według uniwersalnego czasu kodowanego (UTC).

Ciekawostka

113

Rozdział 9. Słoneczna rodzina

Zaćmienia Księżyca mogą być wyjątkowo ciemne – wtedy nasz satelita może całkiem

zniknąć z nieboskłonu na prawie 2 godziny. Większość zaćmień Księżyca sprawia jednak,

że jego tarcza przybiera złowrogie krwistoczerwone zabarwienie. Widok jest dopraw-

dy wspaniały, a i sposobność do wykonania pięknych fotogra�i niepowtarzalna. Warto

też za pomocą teleskopu obserwować, jak kolejne struktury powierzchni Księżyca zanu-

rzają się w cieniu rzucanym przez Ziemię.

Słońce wraz z planetami.

Wiernie oddane proporcje

wielkości globów,

odległości umowne.

(© Andrea Danti)

Wielkie kosmiczne katastrofy

niejednokrotnie miały wpływ

na oblicze Ziemi.

(© sdecoret)

Radioteleskop pomaga

obserwować wszechświat

w zakresie fal radiowych.

(© David Woods)