Twoja wyszukiwarka

MAREK DEMIAŃSKI
CIEMNOŚCI NA KONIEC STULECIA
Wiedza i Życie nr 11/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 11/1999

OSTATNIE ZAĆMIENIE SŁOŃCA UZNANO JUŻ ZA NAJBARDZIEJ POPULARNE NATURALNE ZJAWISKO KOŃCZĄCEGO SIĘ WIEKU. PAS ZAĆMIENIA PRZECHODZIŁ PRZEZ GĘSTO ZAMIESZKANE OBSZARY EUROPY I AZJI, TOTEŻ MOGŁO JE OBSERWOWAĆ KILKASET MILIONÓW LUDZI. NAJWIĘCEJ EMOCJI PRZEŻYLI CI, KTÓRZY OGLĄDALI ZAĆMIENIE CAŁKOWITE.

Miałem przyjemność uczestniczyć w obserwacjach całkowitego zaćmienia Słońca 11 sierpnia br. z grupą amerykańskich astronomów i studentów kierowaną przez Jaya M. Pasachoffa, profesora astronomii w Williams College i dyrektora Hopkins Observatory. Już dwa lata temu zdecydowano, że obserwacje będą prowadzone w Râmnicu Vâlcea w Rumunii. O wyborze tego miejsca zdecydowały dwa czynniki: całkowite zaćmienie miało tam trwać najdłużej, a długoterminowe prognozy dawały 85% szans na dobrą pogodę. Râmnicu Vâlcea to niewielkie miasto położone około 170 km na zachód od Bukaresztu na pogórzu karpackim. 20-osobowa ekipa przygotowująca obserwacje dotarła do Râmnicu 28 lipca, na dwa tygodnie przed zaćmieniem i została ulokowana w największym i najwyższym hotelu. Na jego płaskim dachu zainstalowano całą aparaturę naukową - cztery teleskopy, cztery kamery wideo, kilka komputerów, satelitarny telefon i kilkanaście kamer fotograficznych. Kiedy 7 sierpnia dotarłem do Râmnicu, trwało tam gorączkowe testowanie wszystkich urządzeń. Na przełomie lipca i sierpnia pogoda nie była najlepsza. W Râmnicu prawie przez cały czas niebo zasnute było chmurami i kiedy wreszcie się przejaśniło, zaczęto nadrabiać zaległości w sprawdzaniu aparatury i wszystkich procedur badawczych.

Podczas całkowitych zaćmień Słońca widać zewnętrzną warstwę słonecznej atmosfery - tzw. koronę oraz leżącą pod nią czerwonawą chromosferę (ramka: Astronomowie i zaćmienie Słońca na s. 24). Gęstość korony jest miliard razy mniejsza od gęstości powietrza, natomiast jej temperatura przekracza 2 mln stopni i jest kilkaset razy wyższa od temperatury fotosfery (tej warstwy Słońca, która leży bezpośrednio pod chromosferą, i którą widzimy w każdy pogodny dzień jako "powierzchnię" naszej gwiazdy dziennej). Od bardzo dawna astrofizycy zastanawiają się nad tym, w jaki sposób korona jest podgrzewana do tak wysokiej temperatury. Trzeba pamiętać o tym, że w podpowierzchniowych warstwach Słońca zjonizowany gaz (plazma) wykonuje chaotyczne ruchy. Powodują one powstawanie bardzo silnych pól magnetycznych, które rozciągają się daleko poza fotosferę. Zgodnie z jedną z hipotez drgające pętle utworzone przez szczególną konfigurację pola magnetycznego są w stanie przez pewien czas "przytrzymywać" zjonizowane atomy i przekazywać im duże ilości energii, a więc podgrzewać je do bardzo wysokiej temperatury. Z wstępnych oszacowań wynika, że okres drgań takich pętli powinien wynosić około 1 s.

Râmnicu Vâlcea było najbardziej obleganym miejscem obserwacji sierpniowego zaćmienia Słońca. Tam właśnie było ono całkowite i trwało najdłużej. Podczas gdy turyści szykowali się do świętowania tego rzadkiego wydarzenia, naukowcy z mozołem przygotowywali aparaturę do obserwacji

Głównym zadaniem naszej ekspedycji było sprawdzenie tej hipotezy. W tym celu jeden z teleskopów wyposażono w specjalny zestaw filtrów, spektroskop i kamerę CCD, która umożliwiała rejestrację bardzo szybkich zmian natężenia powstającej w koronie, zielonej linii emitowanej przez 13-krotnie zjonizowane atomy żelaza.

Drugi eksperyment polegał na pomiarze temperatury korony słonecznej. Przygotowano w tym celu 25 włókien optycznych, które umożliwiały jednoczesne obserwowanie 25 widm pochodzących z różnych obszarów korony. Zastosowano też specjalne filtry do wybrania odpowiedniego zakresu widma, głównie w obszarze ultrafioletowym.

W ramach trzeciego eksperymentu miano wykonać szerokokątowe zdjęcia korony w świetle widzialnym i porównać je z jednoczesnymi obserwacjami korony słonecznej wykonanymi przez satelitę SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Spodziewano się w ten sposób powiązać zjawiska występujące w koronie z aktywnością fotosferyczną.

Czwarty eksperyment polegał na wykonaniu długiej serii zdjęć korony i chromosfery w świetle widzialnym, w celu zbadania tempa zachodzących w nich zmian.

We wtorek 10 sierpnia pogoda była wspaniała i od rana przeprowadzano ostatnie testy oraz trenowano wszystkie procedury. Choć Râmnicu jest położona bardzo blisko miejsca, gdzie zaćmienie miało trwać najdłużej, Księżyc miał zakrywać Słońce tylko przez 2 min i 23 s. Trzeba więc było przygotować się tak, aby nie stracić ani chwili. Wieczorem zaniepokoiły nas satelitarne zdjęcia Europy: od zachodu nadciągał szeroki pas chmur, które przemieszczały się właśnie nad Węgrami i Austrią. Uspokoiły nas jednak konsultacje z Brytyjskim Ośrodkiem Meteorologicznym: zapewniono nas, że chmury przemieszczają się powoli i do Râmnicu dotrą dopiero kilka godzin po zaćmieniu.

W bardzo dobrych nastrojach zjedliśmy późną kolację, a w drodze powrotnej do hotelu zaskoczył nas wspaniały pokaz ogni sztucznych. Co chwila niebo rozświetlały potężne rozbłyski. Jak się dowiedzieliśmy, była to tylko próba generalna przed kanonadą fajerwerków zaplanowaną na moment całkowitego zaćmienia. Trzeba było natychmiast przeciwdziałać tym planom, gdyż fajerwerki całkowicie przekreśliłyby możliwość dokonywania jakichkolwiek naukowych obserwacji. Interwencja Jaya Pasachoffa u mera Râmnicu spotkała się ze zrozumieniem i pokaz ogni sztucznych przesunięto na wieczór. Trzeba dodać, że w Râmnicu od kilku dni trwał festyn ludowy, a dla przyjezdnych turystów zorganizowano pod gołym niebem dyskotekę z megawatowymi głośnikami. Studenci bawili się tam do późnych godzin nocnych, a bardziej stateczna część ekipy... cierpiała.

Ranek 11 sierpnia wprawił nas wszystkich w wisielczy nastrój, niebo było całkowicie zachmurzone. Podczas śniadania, kiedy okazało się, że w Bukareszcie nadal jest wspaniała pogoda, zastanawialiśmy się nawet nad możliwością szybkiego przewiezienia tam najważniejszej aparatury. Jay podjął odważną męską decyzję - zostajemy. Żartowano nawet, że zaćmienie będziemy oglądali, korzystając z satelitarnych transmisji telewizyjnych i ogromnego ekranu, który został ustawiony na głównym placu Râmnicu. Około 10:00 powiał lekki wiatr i między chmurami ukazało się błękitne niebo. O 12:38 Księżyc powoli zaczął zasłaniać tarczę Słońca.

Rozpoczął się bardzo denerwujący okres oczekiwania. O 13:30, gdy Księżyc zasłaniał już około 75% tarczy słonecznej, chmury rozpierzchły się niemal zupełnie i od tego momentu nabraliśmy pewności, że uda nam się zobaczyć pełne zaćmienie.

Nawet na 15 min przed całkowitym zaćmieniem, gdy świecił już tylko wąski sierp tarczy słonecznej, ciągle jeszcze było zupełnie widno. Rozpoczął się najbardziej emocjonujący etap zjawiska. Świecący sierp tarczy słonecznej stopniowo się zmniejszał. Na około minutę przed całkowitym zaćmieniem ujrzeliśmy tzw. korale Baily'ego. Ten efekt jest spowodowany nieregularnościami tarczy Księżyca (głębokie kratery, góry). W końcu na kilka sekund przed pełnym zaćmieniem świecił już tylko jeden koralik - naszyjnik zamienił się w "pierścień z diamentem". Gdy pierścień z diamentem gaśnie, robi się tak ciemno, jak przy pełni Księżyca, i w całej krasie pojawia się korona słoneczna

Tegoroczne zaćmienie wypadło w okresie maksimum aktywności Słońca. Korona słoneczna jest wówczas bardzo regularna (niemal sferyczna) i tak właśnie wyglądała jako srebrzysto-perlista poświata. W pobliżu tarczy słonecznej, nawet gołym okiem, można było zauważyć protuberancje - ogromne łuki utworzone przez bardzo gorący gaz utrzymywany w takim niezwykłym kształcie przez bardzo silne pole magnetyczne. Na niebie można było dostrzec jasno świecącą Wenus oraz Merkurego i kilka najjaśniejszych gwiazd.

Gdy Księżyc całkowicie zasłonił Słońce, w Râmnicu ludzie wiwatowali. Do tego niewielkiego miasta zjechało około 100 tys. turystów zwabionych chęcią obejrzenia tego niezwykłego zjawiska. Zaćmienie obserwowano z dachów domów, wszystkie place i ulice zapełnione były ludźmi. Wszyscy patrzyli w niebo. Obok nas na dachu hotelu rozlokowało się kilka kamer telewizyjnych.

Niestety, nie mieliśmy czasu na swobodne obserwowanie zaćmienia. Każdy miał przydzielone jakieś zajęcie, ale wystarczyło tylko krótkie spojrzenie, aby podziwiać wyraźnie widoczną koronę słoneczną i kolorowy pierścień chromosfery.

Dwie i pół minuty pełnego zaćmienia minęły bardzo szybko. Pojawił się najpierw pierścień z diamentem, chwilę później perły Baily'ego, a po kilkunastu sekundach zza Księżyca zaczął się wyłaniać wąski sierp tarczy słonecznej. Znów zrobiło się zupełnie widno i ponownie rozległy się gromkie oklaski i wiwaty. Wprawdzie nikt nie wątpił, że Księżyc zasłoni Słońce tylko na chwilę, lecz mimo to ponowne pojawienie się tarczy słonecznej witano z wielką radością. Wystrzeliły szampany i całkowite zaćmienie Słońca z 1999 roku przeszło do historii.

Nas również ogarnął ogromny entuzjazm. Pełni radości, ściskaliśmy się i nawzajem gratulowaliśmy sobie udanych obserwacji. Po trudach ostatnich dni i napięciu ostatnich kilku godzin nastąpiło ogólne odprężenie. Prowizorycznie zabezpieczywszy aparaturę, ruszyliśmy do miasta, aby wraz ze stutysięcznym tłumem cieszyć się z przeżycia tego niezwykłego zjawiska. Ci z nas, którzy już wcześniej poznali Râmnicu wzdłuż i wszerz, po kilku godzinach relaksu wrócili na dach hotelu, aby rozpocząć pakowanie dobytku. Późnym wieczorem po długiej wspólnej kolacji obejrzeliśmy jeszcze wspaniałe pokazy ogni sztucznych.

W nocy niespodziewanie rozszalała się silna burza. Silny wiatr sprawił, że konstrukcja osłaniająca naszą aparaturę runęła i po ciemku w strugach ulewnego deszczu trzeba było jak najszybciej przenieść komputery i inne cenne urządzenia gdzieś pod dach. Akcja ratunkowa trwała prawie godzinę. Burza przerwała też dyskotekę i festyn ludowy. W Râmnicu zapanowała cisza i wreszcie mogliśmy się dobrze wyspać.

Następny ranek minął na suszeniu i pakowaniu aparatury. Późno po południu autokarem odjechaliśmy do Bukaresztu.

Na opracowanie obserwacji i wyciągnięcie wniosków trzeba będzie poczekać co najmniej kilka miesięcy. Nasza misja została pomyślnie zakończona. Żegnaliśmy się z nadzieją, że spotkamy się znowu 21 czerwca 2001 roku, gdzieś w Angoli, aby obserwować następne całkowite zaćmienie Słońca, które trwać będzie niemal 5 minut, dwa razy dłużej niż w Râmnicu. Zatem do zobaczenia!

Zdjęcia udostępnione przez Jaya M. Pasachoffa

Prof. dr hab. MAREK DEMIAŃSKI pracuje na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Jego specjalności naukowe to kosmologia i astrofizyka relatywistyczna.

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(8/99) OBSERWUJEMY ZAĆMIENIE
(8/99) GDY SŁOŃCE UMARŁO
(8/99) RYTMY SŁOŃCA