Od 29 do 31 stycznia nasz naturalny satelita będzie sprawcą kilku ciekawych zjawisk. Seria niebiańskich zdarzeń rozpocznie się zakryciem Urana przez Księżyc, następnie Księżyc znajdzie się w pobliżu gromad otwartych Plejad i Hiad, a zakończy się zakryciem Marsa przez tarczę Księżyca (zjawisko niestety niewidoczne w naszych szerokości geograficznych). Zdarzenia te będą rozgrywały na obszarze dwóch konstelacji: Barana oraz Byka.
Baran (łac. Aries) to gwiazdozbiór nieba jesiennego i zimowego. Na sferze niebieskiej zajmuje obszar 441 stopni kwadratowych. Dwa tysiące lat temu właśnie w tym gwiazdozbiorze znajdował się punkt równonocy wiosennej. Obecnie w wyniku ruchu precesyjnego punkt Barana znajduje się już na tle gwiazdozbioru Ryb. Przez obszar tej konstelacji przebiega 24,7° ekliptyki. Baran gości Słońce od 18 kwietnia do 14 maja. Najjaśniejszą jego gwiazdą jest α Ari zwana Hamal. Oddalona jest od nas o 66 ly, a jej typ gwiazdowy to K2 III.
Byk (łac. Taurus) to konstelacja widoczna z terytorium naszego kraju od jesieni aż po wiosnę. Zajmuje większy obszar na sferze niebieskiej, bo aż 797 stopni kwadratowych. Przez obszar gwiazdozbioru Byka przebiega aż 36,7° ekliptyki. Słońce gości w jego granicach między 14 maja a 21 czerwca. W Byku znajdują się dwie bardzo ciekawe gromady otwarte: Plejady usytuowane na grzbiecie Byka oraz tworzące zarys jego łba Hiady. Przy końcu rogów Byka położona jest mgławica Krab. Najjaśniejszą gwiazdą jest α Tau, czyli Aldebaran, odległy o 65 ly (typ widmowy K5 III).
Gromada otwarta to grawitacyjnie związane, nieregularne zbiorowisko gwiazd. Cechą charakterystyczną gromad otwartych jest to, że nie posiadają zagęszczenia w obszarze centralnym. Jak wskazują obserwacje, takie nieregularne zbiorowisko złożone jest z pewnej liczby gwiazd, której wartość waha się w szerokim zakresie. W objętości o promieniu 10 pc znaleźć się może od stu do tysiąca gwiazd. Odległości między gwiazdami w gromadzie są mniejsze w porównaniu z odległościami gwiazd znajdujących się w Galaktyce. Przykładem gromady luźnej, o małej gęstości przestrzennej, są właśnie bohaterki naszego wydarzenia. Hiady znajduję się w konstelacji Byka, a po ich wschodniej stronie odnaleźć można Aldebarana, jej najjaśniejszą gwiazdę, która do gromady Hiad już nie należy.
Gromady otwarte są układami mniej związanymi grawitacyjne, zatem są mniej stabilne. Narażone są na działanie sił pływowych i rotacji różnicowej Galaktyki. Siły pływowe mają jednak charakter niszczący, co prowadzi w dłuższej perspektywie czasowej do rozproszenia. Czas życia gromady otwartej to około 108-1010 lat. Luźna gromada otwarta zawiera znaczne ilości świecącej materii rozproszonej. Złożona jest głównie z gorących gwiazd w początkowych typach widmowych. Gromady o bardziej zwartej budowie zbudowane są z gwiazd bardziej zaawansowanych ewolucyjnie. Jak pokazuje analiza diagramu HR, materia z których zbudowane są gromady, nie wykazuje zbytniego zróżnicowania, co oznacza podobieństwo w zakresie składu chemicznego oraz czasu ich powstania.
Gromada Hiad to najbliżej położona względem Ziemi gromada otwarta. Pomiary odległości wykazały, że Hiady oddalone są od Ziemi o 46,3 pc. Z analizy diagramu barwa-jasność, wynika, że składają się głównie z gwiazd ciągu głównego oraz z kilku olbrzymów. W gromadzie znajdują się także gwiazdy podwójne. Członkowie gromady otwartej poruszają się mniej więcej z tą samą prędkością radialną i mają podobny ruch własny, co sprawia, że gwiazdy tworzące gromadę poruszają się w tym samym kierunku z tą samą prędkością. Przykładem może być właśnie ruch własny gwiazd Hiady.
Drugą bohaterką niebieskiego spektaklu są Plejady. Plejady to także gromada otwarta, znajdująca się w gwiazdozbiorze Byka. Oddalona jest od Ziemi o 136 pc. Prawdopodobnie ta gromada otwarta złożona jest z co najmniej 500 gwiazd. Z diagramu HR dla Plejad wynika, że zbudowana jest ona głównie z gorących gwiazd znajdujących się we wczesnym stadium ewolucyjnym. Przypuszcza się, że wiek Plejad to ponad 100 mln lat. Gwiazdy wchodzące w skład Plejad to: Alkione, Keleno, Elektra, Tajgeta, Maja, Sterope I, Sterope II, Merope, Atlas, Plejone. Typ widmowy ww. gwiazd to B.
Oprócz gromad otwartych występują także gromady kuliste, charakteryzujące się symetrią sferyczną. W objętości o promieniu 20-50 pc znajduje się duża liczba gwiazd, sięgająca setek tysięcy. Gromada otwarta istnieje przez dziesiątki czy setki milionów lat, natomiast gromada kulista jest tworem znacznie bardziej związanym i grawitacyjnie stabilnym. Może istnieć nawet przez miliardy lat.
Na zdjęciach Plejad (oznaczonych w katalogu Messiera jako M45) można znaleźć jeszcze ślady (obłoki) materii, z której ta gromada się wyłoniła. Plejady liczą łącznie kilkaset gwiazd, a ich całkowita jasność oszacowana jest na około 1 magnitudo. Są w odległości niecałych 400 lat świetlnych od Słońca. Gromadę można dostrzec gołym okiem, jednak swój urok zaczyna roztaczać przy obserwacji przez lornetkę czy lunetę. Przy użyciu dokładnego atlasu można wyznaczyć zasięg posiadanego przez nas instrumentu.
Hiady natomiast liczą około 100 gwiazd, są bliżej niż Plejady – stąd rozmiar kątowy jest większy niż Plejad, pomimo, iż są od nich fizycznie mniejsze. Są od Plejad także dużo starsze – liczą około miliarda lat. Dlatego nie ma wokół nich pozostałości po obłoku materii, z którego powstały.
Współcześnie obserwujemy narodziny gwiazd niemal „na gorącym uczynku” – dość wspomnieć zdjęcia tzw. filarów stworzenia w mgławicy Orzeł z Kosmicznych Teleskopów Hubble’a czy Jamesa Webba. Takie gwiazdotwórcze obszary są zdominowane przez gaz i pył, z którego stopniowo zapadają się i zaczynają świecić gwiazdy. Z czasem pozostały gaz zostaje wymieciony i powstaje wówczas asocjacja gwiazd podobna do Plejad, a z czasem i Hiad.
Zakrycie Urana przez Księżyc
29 stycznia 2023 roku o godzinie 4:57:06 (czas rozpoczęcia zjawiska podano dla Łodzi) rozpocznie się zakrycie Urana przez tarczę Księżyca. Niestety, z terytorium naszego kraju zjawisko nie będzie widoczne, ponieważ Księżyc i Uran znajdować się już będą pod horyzontem. Księżyc zajdzie o 1:14, Uran zaś o godzinie 1:26. Księżyc będzie w fazie księżyca garbatego rosnącego, 56 % jego tarczy będzie oświetlone. Uran oraz Księżyc znajdować się będą w konstelacji Barana. Zjawisko będą mogli obserwować mieszkańcy Alaski, Grenlandii, północno wschodniej Azji, Japonii i Arktyki.
Na ilustracji: Konfiguracja Księżyca i Urana w dniu 29 stycznia 2023 roku, tuż przed zachodem. Źródło: https://stellarium-web.org/
Położenie Księżyca względem gromady otwartej Hiady, 30 stycznia 2023 roku, w godzinach wieczornych. Źródło: https://stellarium-web.org/
Położenie Księżyca względem gromady otwartej Plejady, 30 stycznia 2023 roku, w godzinach dopołudniowych. Źródło: https://stellarium-web.org/
Księżyc, Plejady i Hiady
Księżyc najbliżej Plejad będzie znajdował się 30 stycznia 2023 roku w godzinach dopołudniowych. W pobliżu Hiad znajdzie się 30 stycznia 2023 roku, tym razem w godzinach wieczornych.
Mars i Plejady
Położenie Marsa względem gromady otwartej Plejady, 28 sierpnia 2022 roku. Źródło: https://stellarium-web.org/
W sierpniu 2022 roku Mars znajdował się w pobliżu gromady otwartej Plejady. Jak widać, Mars nie był w złączeniu z gwiazdami należącymi do tej gromady. Czy takie złączenie jest możliwe?
Obecnie najjaśniejsza gwiazda z gromady Plejady, Alcyone (η Tau), która znajduje się w odległości +4,051° od ekliptyki, podobnie jak cała gromada otwarta Plejady. Z mechaniki nieba wiadomo, że gdy Mars osiągnie długość ekliptyczną Alcyone, jego orbita może osiągnąć ekstremalne wartości szerokości ekliptyczne w granicach od -1,97° do +2,47° dla epoki 2000. Zatem w naszych czasach nie ma możliwości, aby Mars miał okultację z Alcyone. Mars zawsze znajdować się będzie w pewnej odległości i można go odnaleźć zawsze na południu od gwiazdy Alcyone. 20 stycznia 1991 roku Mars zbliżył się do η Tau na odległość 1°40’S od gwiazdy, i była to najmniejsza taka odległość w latach 1501-2000.
W wyniku zjawiska precesji, nutacji i ruchów własnych gwiazd współrzędne gwiazd zmieniają się. Podobnie, położenie orbity Marsa się zmienia. Obecnie węzeł wstępujący orbity marsjańskiej znajduje się w pobliżu gwiazdy δ Ari. Oś węzłów orbity retrogradują 18’ na stulecie (względem stałego układu odniesienia). Peryhelium orbity marsjańskiej wypada w okolicach gwiazdy σ Aquarii. Linia apsyd tranzytuje ruchem dyrekcyjnym 27’ na stulecie (również względem stałego układu odniesienia). Również nachylenie płaszczyzny orbity planety względem płaszczyzny ekliptyki zmienia się. Obecnie inklinacja orbity maleje.
Uwzględniając powyższe okoliczności, w oparciu o symulacje numeryczne, stwierdzić należy, że obecnie odległość pomiędzy gwiazdą Alcyone a Marsem maleje. Jak się jednak okazuje, najmniejsza odległość zastanie osiągnięta dopiero 5 marca 7609 roku. Mars zbliży się wtedy na odległość 30” i będzie znajdował się na północ od gwiazdy η Tau.
Ciekawe obiekty w Byku
W gwiazdozbiorze Byka znajduje się także inny interesujący obiekt – mgławica Krab, M1. Jest to pozostałość wybuchu supernowej, jaki dostrzeżono w kronikach arabskich, japońskich i chińskich w 1054 roku. Wybuch spowodował nagłe pojaśnienie jasnej już gwiazdy, której jasność, jak przypuszcza się, przewyższała nawet blask Wenus i jak donoszą kroniki, na dziennym niebie była dostrzegalna przez 23 dni, zaś na nocnym widoczna była, aż przez dwa lata. Obserwacje wskazują, że mgławica ta rozszerza się z prędkością 1300 km/s, a zatem jej średnica kątowa przyrasta średnio 0”,178 rocznie. Mgławica Krab oddalona jest od Ziemi o około 1900 pc.
W centrum mgławicy Krab odkryto jeden z najsłynniejszych pulsarów, zwanych też pulsarem Krab. Rotuje on około 33 razy na sekundę, a sam obiekt jest wielkości miasta a masę ma rzędu masy Słońca. To oznacza, że jest super gęsty. Teoria pulsarów bardzo się rozwinęła, możemy więc nawet wyznaczać ich wiek metodą dynamiczną, z wynikiem rzędu 1200 lat (więc zgodny co do rzędu z wiekiem znanym nam z kronik – 970 lat). Cechą pulsarów jest także, ultrasilne pole magnetyczne, rzędu biliona gausów.
Artystyczna wizja zlania się dwóch gwiazd neutronowych. Widoczne silne zakrzywienia czasoprzestrzeni prowadzące ostatecznie do powstania czarnej dziury i zmarszczek czasoprzestrzeni – fal grawitacyjnych, mogących się propagować na ogromne odległości. Źródło: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet, Astronomy.com.
Rotacja (i zmienność jasności) pulsara Krab w dużym zbliżeniu. Źródło: N.A.Sharp/NOIRLab/NSF/AURA.
Podkategoria pulsarów zwana magnetarami ma to pole jeszcze o czynnik rzędu 1000 silniejsze. Na zderzeniach gwiazd neutronowych testuje się ostatnio OTW – Ogólną Teorię Względności. Takie zlanie się gwiazd (ang. merger) powoduje powstanie fal grawitacyjnych, przewidzianych przez OTW, a zaobserwowanych około 100 lat później. Przewidywania i ostateczna detekcja fal grawitacyjnych zostały w 2017 roku uhonorowane nagrodą Nobla z fizyki dla Rainera Weiss’a, Barry C. Barish’a i Kipa Thorne’a.
Prognoza pogody na sobotni i niedzielny wieczór
Sytuacja synoptyczna: W sobotni wieczór pogodę w Polsce będzie kształtował układ niskiego ciśnienia z chłodnym frontem atmosferycznym. Polska będzie w polarno-morskiej masie powietrza. W niedzielę w ciągu dnia Polska południowa będzie w zasięgu klina wysokiego ciśnienia. Na północy kraju zaznaczy się wpływ układu niskiego ciśnienia. W nocy z 29 na 30 stycznia Polska będzie pod wpływem niżu. Północne rejony kraju w zasięgu ciepłego frontu atmosferycznego. Pozostaniemy w polarno-morskiej masie powietrza.
Opady: Opady głównie śniegu. Po północy na północy kraju możliwe także opady mieszane deszczu, deszczu ze śniegiem oraz śniegu.
Widzialność: Wieczorem w sobotę i w niedzielę będą występować zamglenia ograniczające widzialność do 5 km, miejscami wystąpią ograniczenia widzialności do 1,5-3 km. Lokalnie mogą tworzyć się mgły i mgły marznące.
Zachmurzenie ogólne: Początkowo w wąskim pasie przebiegającym w NE na SW strefa rozpogodzeń lub zachmurzenia umiarkowanego. W północno zachodnim obszarze zachmurzenie umiarkowane i duże, z upływem czasu strefa powinna przesunąć w kierunku południowo wschodnim.
Opracowanie: dr Grzegorz Duniec, dr Marcin Kolonko, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB.
Literatura.
- Jan Desselberger, Jacek Szczepanik, Tablice astronomiczne z przewodnikiem po gwiazdach, PPU „Park” Sp. z o.o., Bielsko-Biała, 2002, wyd. I.
- Jerzy Kreiner, Astronomia z astrofizyką, wyd. II., Wydawnictwo Naukowe PWN, 1992.
- Marcin Kubiak, Gwiazdy, wersja elektroniczna dostępna pod adresem: http://www.astrouw.edu.pl/~soszynsk/gwiazdy.pdf,
- Marcin Kubiak, Gwiazdy i materia międzygwiazdowa, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994.
- Hannau Karttunen, Pekka Kroger, Heikki OJa, Markku Poutanwen, Karl Johan Donner, Sixth Edition, Fundamental Astronomy, Springer, 2017
- Jean Meeus, Astronomy Tables Of The Sun, Moon and Planets, Third Edition, 1983-2015, Willmann-Bell, Inc.
- Jean Meeus, More Mathematical Astronomy Morsels, 2002, Willmann-Bell, Inc.
- Eugeniusz Rybka, Astronomia ogólna, Wyd. VII. PWN, Warszawa, 1983.
- Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels IV, 2007, Willmann-Bell, Inc.
Źródło: CMN IMGW-PIB
Na ilustracji: Księżyc i Uran w dniu 29 stycznia 2023 roku, tuż przed rozpoczęciem zakrycia. Źródło: https://stellarium-web.org/
