8 grudnia 2022 roku rano będziemy mieli okazję obserwacji dwóch interesujących zjawisk. Jednym z nich jest opozycja Marsa (chwila geocentrycznej opozycji w rektascensji Marsa i Słońca). Podczas tego zdarzenia rozmiary kątowe planety osiągną 17”, a na jej powierzchni będzie można dostrzec (przez teleskop) trochę szczegółów, w tym północną czapę polarną. O ile dopisze pogoda...
Drugim interesującym zjawiskiem będzie zakrycie Marsa przez tarczę Księżyca w pełni. W konkretnym miejscu na Ziemi takie zjawisko zdarza się średnio raz na 14 lat (!), ale bywają też lokalizacje z wyższą częstotliwością zakryć. W przypadku zjawiska z 8 grudnia Księżyc i zakrywany Mars będą dosyć wysoko nad horyzontem – inaczej niż dwa lata temu.
Zakrycia
Zakrycie jest wdzięcznym zjawiskiem do obserwacji, także przez rejestratory wideo. Mniej sprzyjającą okolicznością jest fakt, że Księżyc będzie półtorej godziny po pełni. Warto dysponować silną lornetą lub teleskopem o średnicy zwierciadła rzędu 10–15 centymetrów, ale nawet obserwacja gołym okiem może przynieść dużo satysfakcji.
Zakrycia planet przez Księżyc są spektakularne (w stosunku do zakryć gwiazd), gdyż planety mają konkretne rozmiary kątowe dla ziemskiego obserwatora i czas, jaki upływa między pierwszym kontaktem (zetknięcie się tarczy planety z brzegiem Księżyca) a chwilą całkowitego zakrycia planety przez Srebrny Glob, to średnio 34–36 sekund, zależnie od rozmiarów kątowych tarczy planety oraz prędkości Księżyca na orbicie. Ruch orbitalny Marsa wokół Słońca ma tu już mniejsze znaczenie.
Innym rodzajem zjawisk okultacyjnych (łac. occultatio, co oznacza właśnie zakrycie) są zakrycia gwiazd przez Księżyc. Te zaczynają się i kończą w ułamku sekundy, gdyż zwykle gwiazda jest za daleko, by mieć dla ziemskiego obserwatora dostrzegalną tarczę. To wyjaśnia też, dlaczego gwiazdy migoczą, a planety świecą stałym światłem (i tak też najłatwiej jest je odróżnić od gwiazd). Planeta, jak wiadomo, ma skończone rozmiary. Jeżeli powierzchnię planety potraktujemy jako zbiór dużej liczby punktów będących źródłami światła, to każdy promień będzie przechodził przez różne obszary jej atmosfery, charakteryzujące się nieco odmiennymi właściwościami optycznymi, różniącymi się współczynnikami refrakcji. Różnice we właściwościach optycznych wynikają z faktu, że atmosfera jest ośrodkiem bardzo niestabilnym i zmiennym zarówno w czasie, jak i przestrzeni. Każdy promień świetlny pochodzący od punktu źródłowego z tarczy planety będzie załamywał się nieco inaczej (sąsiadujące obszary atmosfery różnią nieco temperaturą i gęstością), a więc kierunki biegu poszczególnych promieni będą przypadkowe. Obraz pojedynczego punktu tarczy planety będzie drgał analogicznie jak obraz gwiazdy. Suma wszystkich promieni świetlnych przechodzących przez atmosferę da obraz tarczy planety, który będzie stabilny, podobnie jak jasność obserwowanej tarczy planety.
Można zatem zadać pytanie: Czy planeta nigdy nie będzie migotać? Gdy poszczególne promienie będą załamywać się, tworząc chaotyczną wiązkę (przy atmosferze bardzo niestabilnej), której rozmiary kątowe będą większe od rozmiarów kątowych planety, wówczas planeta również będzie migotać. Gwiazdy są na tyle odległe od Ziemi, że obserwator nie jest w stanie zobaczyć ich powierzchni i widzi je jako punktowe obiekty będące źródłem światła. Promienie świetlne docierające do oka obserwatora są równoległe. Przechodzą przez tę samą warstwę atmosfery. Każda zmiana właściwości atmosfery wywołuje migotanie gwiazdy.
Pewną podgrupą zakryć gwiazd (lub planet) przez Księżyc są zakrycia brzegowe – czyli takie, w których zakrycie dokonywane jest przez sam brzeg Księżyca, który znajduje się w pobliżu księżycowych biegunów. Do ich obserwacji potrzebna jest bardzo precyzyjna efemeryda zjawiska (tj. jego lokalizacja w czasie i przestrzeni – informacja, skąd i kiedy obserwować) i rozstawienie obserwatorów co kilkadziesiąt–kilkaset metrów w miejscu obserwacji. „Nagrodą” za przeprowadzenie jej z powodzeniem jest wyznaczenie profilu gór Księżyca w miejscu, którym zakrywa on daną gwiazdę (lub – bardzo rzadko – planetę). W przeciwieństwie do zakryć zwykłych, w zakryciach brzegowych obiekt zakrywany może niknąć lub się pojawiać nawet kilka razy zza tarczy Księżyca. Faza Księżyca też ma tu znaczenie – najlepiej, gdyby nie była to dokładnie pełnia.
Zakrycie Urana przez Księżyc. Źródło: Agapios Elia and Siegfried Trattnig, Cypr. Zjawisko miało miejsce 14 września 2022 roku
Orientacyjne miejsca zniknięcia (disappearance) i pojawienia się (reappeearance) Marsa w zakryciu z 8 grudnia dla Anglii. Czasy różnią się od tych dla Polski (podanych w artykule). Wysokość (altitude) wyniesie około 20 stopni nad horyzontem, zależnie od położenia miejsca obserwacji
Opozycje
Kiedy moment opozycji Marsa względem Słońca wypada w chwili, gdy Mars znajduje się w okolicach peryhelium swojej orbity, taką opozycję nazywamy peryheliczną lub Wielką Opozycją. Występują one tylko co 15 lat. Rozmiary kątowe tarczy marsjańskiej są wówczas największe i osiągają wartość powyżej 20”. Kiedy planeta znajduje się w aphelium orbity, taką opozycję nazywamy apheliczną. Rozmiary kątowe planety są wówczas mniejsze. Opozycja przewidziana na 8 grudnia 2022 roku jest jedną z tych pośrednich. Tegoroczne warunki obserwacyjne zjawiska będą lepsze w porównaniu do tych sprzed dwóch lat. Nie zawsze oczywiście opozycja planety zbiega się z minimalną odległością tej planety od Ziemi. Przyczynę należy upatrywać w orbitach planetarnych. W tym roku Czerwona Planeta znalazła się najbliżej Ziemi 1 grudnia 2022 roku o godzinie 2:00 UTC, w odległości 81450879470 m.
Aby zwiększyć szanse na dostrzeżenie tego zjawiska, warto pójść na miejsce obserwacji 20 minut wcześniej – żeby rozstawić sprzęt, ale też, co ważniejsze, by przyzwyczaić oko do widzenia w nocy. Pełna adaptacja oka potrafi zająć nawet 40 minut. Warto pójść obserwować także wtedy, gdy nie mamy owego „sprzętu” – każda obserwacja astronomiczna ma walor poznawczy i pozwala obcować z Kosmosem. Często takie zjawisko dopinguje nas do tego, by wyjść z domu i popatrzyć w niebo – może wejdzie to komuś w nawyk?
Mars oraz Księżyc znajdować się będą w konstelacji Byka. O godzinie 5:08 nastąpi geocentryczna opozycja w rektascensji Słońca i Księżyca, czyli pełnia. O godzinie 6:42 nastąpi geocentryczna opozycja w rektascensji Marsa i Słońca. W chwili rozpoczęcia zjawiska oba ciała niebieskie będą znajdowały się na wysokości około 15 stopni nad horyzontem, w kierunku zachodnio–północno–zachodnim (WNW). Czas rozpoczęcia poszczególnych etapów zjawiska podano dla Polski centralnej (Łódź). Zainteresowani miłośnicy astronomii mogą wyznaczyć dokładny czas poszczególnych etapów, wykorzystując wirtualne planetarium.
Tuż przed rozpoczęciem okultacji na tle tarczy marsjańskiej będzie znajdował się jeden z jego naturalnych satelitów, Fobos. Drugi księżyc, Deimos, znaleźć będzie można w kierunku południowo zachodnim od planety. Poruszający się Księżyc najpierw przysłoni Deimosa, a około 49 sekund później wschodnia krawędź tarczy Księżyca będzie miała kontakt z zachodnią krawędzią powierzchni Marsa. Około 30 sekund później tarcza planety Marsa zostanie zasłonięta przez tarczę Księżyca.
Po 51 minutach i 42 sekundach (dla Łodzi) zza tarczy Księżyca wyłoni się początkowo Deimos, a po upływie 5 sekund przy krawędzi zachodniej Księżyca znajdzie się Fobos. Po kolejnych 12 sekundach zza tarczy Księżyca zacznie wyłaniać się tarcza Marsa. Po 30 sekundach zachodni brzeg tarczy marsjańskiej będzie w kontakcie ze wschodnią krawędzią Księżyca, a następnie zjawisko zakończy się. Mars zostanie całkowicie odsłonięty. W chwili zakończenia zjawiska oba ciała niebieskie znajdą się na wysokości około 7,5 stopnia nad horyzontem, w kierunku północnego zachodu.
Prognoza pogody na 8 grudnia 2022 roku na godzinę 6:00–7:00 rano
Pogodę w Polsce kształtować będzie układ niskiego ciśnienia z centrum 1000 hPa nad Bałtykiem. Znajdziemy się w polarno-morskiej masie powietrza.
Ogólne warunki obserwacyjne: niesprzyjające obserwacjom.
Zachmurzenie ogólne: zachmurzenie duże i całkowite na terenie całego kraju. Zachmurzenie chmurami piętra niskiego: zachmurzenie duże i całkowite z wyjątkiem województw świętokrzyskiego i lubelskiego oraz częściowo województw małopolskiego, łódzkiego, wielkopolskiego, mazowieckiego i zachodniopomorskiego, gdzie zachmurzenie powinno być małe lub jego brak. Na niebie Stratus, Stratocumulus. Zachmurzenie chmurami piętra średniego: zachmurzenie całkowite lub duże na terenie całego kraju. Na niebie chmury Altocumulus, możliwy Altostratus. Zachmurzenie chmurami piętra wysokiego: w pasie Polski centralnej (od województwa lubuskiego, przez łódzkie aż po lubelskie) zachmurzenie duże. Na pozostałym zachmurzenie małe lub brak. Na niebie chmury Cirrus fibratus/spissatus, lokalnie Cirrostratus fibratus.
Temperatura powietrza: od –3°C w woj. zachodniopomorskim do 0°C na południu kraju i –4°C w górskich rejonach województwa małopolskiego.
Wilgotność powietrza: 70–100%.
Opady: w województwach lubuskim, zachodniopomorskim, pomorskim, warmińsko-mazurskim, podlaskim, mazowieckim, kujawsko-pomorskim, częściowo w wielkopolskim, łódzkim, śląskim, opolskim i małopolskim, lokalnie w podkarpackim wystąpią opady.
Więcej map pogodowych, aktualizowanych na bieżąco przez CMM IMGW-PIB
Czytaj więcej:
Źródło: CMM IMGW-PIB
Opracowanie:
dr Grzegorz Duniec, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB
dr Marcin Kolonko, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB
prof. dr hab. inż. Mariusz Figurski, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB
mgr Radosław Droździoł, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB
Backend:
mgr Marcin Grzelczyk, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB
Na ilustracji: Zdjęcie Marsa zakrywanego przez Księżyc na fotografii Andrew Chaikin’a z Florydy (zakrycie miało miejsce 17 lipca 2003 roku, średnica kątowa Marsa wynosiła wtedy około 19”). „Nasuwanie się” Księżyca na Marsa trwa zwykle kilkadziesiąt sekund
