Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
GŁOWA DO GÓRY
Wiedza i Życie nr 2/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 2/2000

Niebo nad Polską w nocy z 1 na 2 lutego o godz. 24:00 (te same gwiazdozbiory będą widoczne 15 lutego o 23:00, 1 marca o 22:00 i 15 marca o 21:00).

Na mapce znajdują się gwiazdy jaśniejsze od 4.5 wielkości gwiazdowej (4.5m), schematycznie ukazana wstęga Drogi Mlecznej oraz najjaśniejsze mgławice, gromady gwiazdowe i galaktyki (umieszczone przy tych obiektach liczby bez oznaczeń literowych są numerami z katalogu NGC). Krzyżyk oznacza położenie Obiektu Miesiąca. Oznaczono ponadto znajdujące się na wieczornym niebie planety oraz kilka położeń Księżyca, który szybko przesuwa się na tle gwiazdozbiorów Zodiaku. Przystępując do obserwacji, trzeba obrócić mapkę w taki sposób, aby oznaczenie strony świata, ku której jesteśmy zwróceni, znalazło się na dole. Gwiazdy na dole mapki odpowiadają wówczas gwiazdom widocznym nad rzeczywistym horyzontem. W centrum mapki znajdują się gwiazdy świecące wprost nad naszymi głowami, czyli w zenicie. Zarówno Drogę Mleczną, jak i słabe gwiazdy widać jedynie przy dużej przejrzystości powietrza, z dala od świateł miejskich. Do zaobserwowania Urana, Neptuna, mgławic, gromad gwiazdowych i galaktyk potrzebna jest silna lornetka lub niewielki teleskop. Plutona można dojrzeć tylko przez teleskop o średnicy zwierciadła co najmniej 15 cm.

W połowie lutowej nocy charakterystyczne gwiazdozbiory nieba zimowego (Byk, Orion i Wielki Pies) chylą się już ku zachodowi. Wysoko na południowym niebie króluje majestatyczny Lew, ten sam, z którym kiedyś walczył Herakles, wypełniając pierwsze z dwunastu zadań postawionych przed nim przez króla Myken. Na lewo od Lwa widać wynurzoną już całkowicie spod horyzontu Pannę, która upamiętnia Erigonę, córkę tragicznie zmarłego wynalazcy wina, Ikariosa. Pod Lwem i Panną wiją się sploty długiego cielska Hydry. Z nią również walczył Herakles (jednak nawet i on nie poradziłby sobie z tym straszliwym potworem, gdyby nie skorzystał z rad Ateny). Z dziewięciu ciągle odrastających łbów Hydry na niebie sportretowany został tylko jeden, ale nawet po tak surowym ocenzurowaniu cała konstelacja przedstawia się prawdziwie imponująco: pod względem zajmowanego obszaru jest to największy ze wszystkich 88 gwiazdozbiorów.

Na początku lutego wczesnowieczorne niebo zdobią Mars (11.2m), Jowisz (22.2m) i Saturn (10.3m). Tuż po zachodzie Słońca można próbować odnaleźć Merkurego (11.0m), który znajduje się w pobliżu d Koziorożca. Znacznie lepsze warunki do obserwacji planety boga kupców i złodziei oferuje jednak druga dekada miesiąca. Tuż przed wschodem Słońca nisko nad południowo-wschodnim horyzontem można podziwiać jasną Wenus (24.0m) w towarzystwie cienkiego sierpa Księżyca. W końcu lutego Mars zbliży się do Jowisza i Saturna, zaś Wenus do Neptuna i Urana (niestety, ta ostatnia trójka będzie się trzymała bardzo blisko horyzontu).

Wspomniane już zbliżenie Księżyca do Wenus nastąpi drugiego lutego nad ranem: o 6:00 odległość między tymi dwoma obiektami wyniesie 4° (mapka). Kilka dni później Księżyc w fazie tuż po nowiu zbliży się kolejno do Merkurego i do Marsa. Pierwsze z tych spotkań będzie miało miejsce 6 lutego o 17:00; drugie 8 lutego o 18:00. Kątowe odległości między Księżycem i Merkurym oraz Księżycem i Marsem zmaleją wtedy odpowiednio do 3°35' oraz 4°10'.

Trzy doby po spotkaniu z Marsem Księżyc znajdzie się niemal w połowie odległości między Jowiszem i Saturnem . Czternastego lutego o 1:00 nasz satelita przesunie się w odległości 2°30' od Aldebarana . Tego samego dnia o 17:00 Merkury osiągnie największą elongację zachodnią. Po zachodzie Słońca będzie można próbować odnaleźć go wśród gwiazd Wodnika (mapka). Silny blask Merkurego i korzystne ustawienie ekliptyki zwiększają prawdopodobieństwo dostrzeżenia tej rzadko oglądanej planety. 19 lutego o 17:00 nasz satelita zbliży się na 1°40' do Regulusa . 22 lutego o 6:00 odległość między Wenus i Neptunem zmaleje do 30' (mapka). Warunki obserwacji będą jednak bardzo niekorzystne, ponieważ ta ciasna para znajdzie się na wysokości zaledwie 1°15' nad horyzontem.

Czas gwiazdowy Greenwich 1 lutego o godz. 24:00 czasu uniwersalnego: 8h 46m 01s.

OBIEKT MIESIĄCA: Galaktyka M106 w Psach Gończych

Wysoko nad wschodnim horyzontem, na prawo od dyszla Wielkiego Wozu, widnieje niepozorny gwiazdozbiór Psów Gończych. Odszukajmy jego najjaśniejszą gwiazdę i przeciągnijmy od niej linię prostą w kierunku prawego dolnego koła Wielkiego Wozu (czyli gwiazdy Ursae Majoris). Nieco na prawo od tej linii, w dwóch piątych jej długości licząc od m) znajduje się w odległości 23.5 mln lat świetlnych od naszej Galaktyki i oddala się od nas z prędkością 540 km/s.

M106 należy do tzw. galaktyk aktywnych, w których centrach toczą się gwałtowne procesy związane z opadaniem (akrecją) materii na źródło silnego pola grawitacyjnego . Najprawdopodobniej pod wpływem silnych pól magnetycznych część opadającej materii zostaje "zawrócona z drogi" i wyrzucona z olbrzymią prędkością w przestrzeń międzygalaktyczną. Wąskie wiązki tej materii, ciągnące się na długości tysiąca lat świetlnych od centrum M106, można obejrzeć w czerwonawym świetle emitowanym przez wodór. Znacznie dokładniejszych danych o ich rozmiarach i strukturze dostarczają obserwacje radiowe.

Stopień aktywności M106 jest jednak niewielki i nie z jego powodu zasługuje ona na uwagę. Jest ceniona przez astronomów jako obiekt, który dostarczył najmocniejszych argumentów przemawiających za istnieniem supermasywnych czarnych dziur. Jest także pierwszą galaktyką, której odległość udało się zmierzyć z pominięciem zwykłych, ciągle jeszcze niepewnych procedur, których błędy są trudne do uchwycenia. Jest wreszcie obiektem, dzięki któremu jesienią ub.r. ponownie rozgorzała dyskusja na temat wieku Wszechświata.

W centrum M106 znajduje się niewielki dysk zbudowany z chłodnego i gęstego gazu, w którym odkryto kilkanaście maserów wodnych. Galaktyczne masery wodne to bardzo gęste obłoki, w których radiowe promieniowanie charakterystyczne dla cząsteczek wody zostaje wzmocnione w taki sam sposób, jak światło widzialne w laserach. Badając widmo maserów w M106, stwierdzono, że niektóre z nich oddalają się od nas z prędkością kilkuset km/s, inne z taką samą prędkością zbliżają się do nas, zaś jeszcze inne są względem nas nieruchome. Posługując się potężnym zestawem radioteleskopów, zdołano "obejrzeć" każdy maser z osobna i zmierzyć jego odległość od środka dysku.

Dopasowawszy "prędkościowe" i "odległościowe" elementy łamigłówki, otrzymano obraz, w którym masery obiegają środek dysku w taki sposób, jak planety obiegają Słońce: te, które leżą bliżej środka, poruszają się szybciej. Zajęta przez masery część dysku ma średnicę zaledwie kilku miesięcy świetlnych; w porównaniu z galaktyką jest więc iście mikroskopijna. Widzimy ją niemal dokładnie z boku, dzięki czemu masery, które leżą na prostej łączącej środek dysku z Ziemią, nie zbliżają się do nas ani się od nas nie oddalają. Znając rozmiary orbit maserów i ich prędkości orbitalne, mogliśmy "zważyć" niewidoczny, centralny obiekt dysku. Okazało się, że jego masa jest równa 40 mln M (mas Słońca). Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy, przy rozmiarach rzędu miesiąca świetlnego może to być tylko czarna dziura. Mamy poważne powody, by przypuszczać, że podobne obiekty, o masach sięgających nawet miliardów M (, znajdują się w wielu galaktykach (być może nawet w większości galaktyk). Wśród wszystkich "podejrzanych" galaktyk przypadek M106 jest jednak najbardziej oczywisty.

Wyobraźmy sobie sznur krzesełek na karuzeli, którą obserwujemy z pewnej odległości. Te, które w danej chwili są najbliżej nas, odpowiadają "nieruchomym" maserom z M106 (nie zbliżają się od nas ani się od nas nie oddalają). Choć chwilowo pozostają w stałej od nas odległości, to jednak przesuwają się szybko przez nasze pole widzenia. Analogiczne przesunięcie, nazywane w astronomii ruchem własnym, udało się zaobserwować w M106 dopiero po kilku latach precyzyjnych pomiarów, których wyniki ogłoszono w czerwcu ub.r. Prędkość obrotu "karuzeli maserów" była nam znana, mogliśmy więc obliczyć, jaką drogę przebył w tym czasie każdy z nich. Ruch własny masera to nic innego, jak kąt między dawnym i obecnym kierunkiem do tego obiektu. Znając ów kąt i drogę, która mu odpowiadała, mogliśmy obliczyć odległość Ziemia-maser. Otrzymany wynik, 23.5 + 1 0.5 mln lat świetlnych, zgadzał się z wynikami pomiarów wykonywanych tradycyjnymi metodami, był jednak od nich znacznie dokładniejszy.

W astronomii do pomiaru dużych odległości wykorzystuje się obiekty, których moc promieniowania (ilość energii emitowanej w ciągu sekundy) jest nam znana. Wiedząc, że słaby punkt świetlny jest w rzeczywistości stuwatową żarówką, możemy obliczyć dzielącą go od nas odległość, jeśli tylko potrafimy zmierzyć ilość energii otrzymywanej odeń w ciągu sekundy. Dla astronoma rolę żarówek o znanej mocy najczęściej pełnią gwiazdy zwane cefeidami, które można łatwo rozpoznawać po charakterystycznych, regularnie powtarzających się zmianach jasności. We wrześniu ub.r. Kosmiczny Teleskop Hubble'a zajrzał do M106 i zmierzył energię, jaką w ciągu sekundy otrzymujemy od znajdujących się tam cefeid. Odpowiadająca jej odległość okazała się o kilka procent większa od odległości "maserowej".

Metoda "maserowa" jest bardzo prosta i daje bardzo pewne wyniki. Zdecydowanie bardziej podejrzana jest metoda cefeid, w której źródłem błędów mogą być niewłaściwie oceniane moce promieniowania tych gwiazd. Bezpośrednio lub pośrednio używano cefeid do mierzenia praktycznie wszystkich odległości dzielących naszą Galaktykę od innych. Wygląda więc na to, że odległości międzygalaktyczne były systematycznie zawyżane. Zawyżonym odległościom odpowiada zaniżona wartość stałej Hubble'a, której odwrotność jest miarą wieku Wszechświata. Jeśli stała Hubble'a jest rzeczywiście większa, niż to sugerowały pomiary prowadzone z wykorzystaniem cefeid, to Wszechświat jest młodszy, niż nam się wydawało. Kierując wzrok ku M106, warto o tym wszystkim pamiętać.