Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
GŁOWA DO GÓRY
Wiedza i Życie nr 3/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 3/2000

Niebo nad Polską w nocy z 1 na 2 marca o godz. 24:00 (te same gwiazdozbiory będą widoczne 15 marca o 23:00, 31 marca o 22:00 i 15 kwietnia 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.

Przez cały marzec wieczorne niebo zdobią trzy planety zewnętrzne. Najdalej na zachód i najniżej nad horyzontem znajdziemy Marsa (11.3m); nieco na wschód od niego bardzo jasnego Jowisza (22.2m), zaś jeszcze dalej na wschód Saturna (10.3m). Odległość między Saturnem i Marsem, która na początku miesiąca wynosi 28°, w ostatnich dniach marca maleje do zaledwie 9.5°. Późnym wieczorem wszystkie planety znikają z naszego nieba i przez cały miesiąc najjaśniejszym obiektem Układu Słonecznego, jaki możemy zaobserwować tuż przed północą, jest planetoida Ceres (17.7m). Posiadacze silnych lornetek mogą spróbować odnaleźć ją w pobliżu gwiazdy Virginis. Wkrótce po północy wschodzi Pluton, który przebywa w gwiazdozbiorze Wężownika. Nad ranem na niebie ukazują się Wenus (23.9m), Uran i Neptun. Pod koniec pierwszej dekady marca dołącza do nich Merkury (11.8m). Niestety, wskutek niekorzystnego ustawienia ekliptyki wszystkie "poranne" obiekty aż do wschodu Słońca trzymają się blisko horyzontu.

Astronomiczna wiosna rozpoczyna się w poniedziałek 20 marca o 8:35. W niedzielę 26 marca o drugiej nad ranem przestawiamy zegarki na czas letni, przesuwając je o godzinę do przodu.

Trzeciego marca o 6:00, na niespełna pół godziny przed wschodem Słońca, cienki sierp Księżyca znajdzie się w odległości 3° od Neptuna (a jednocześnie w bliskim sąsiedztwie Wenus i Urana). Będzie jednak oddalony zaledwie o 4° od horyzontu (mapka), toteż na zaobserwowanie całej tej czwórki na jasnym już tle nieba raczej nie mamy szans. Dobę później, przy jeszcze mniej korzystnych warunkach obserwacji, nasz satelita zbliży się na 3° do Wenus. Jednocześnie odległość między Wenus i Uranem zmaleje do niespełna 15'.

Przez trzy kolejne wieczory pod koniec pierwszej dekady marca warto będzie przyglądać się spotkaniom Księżyca z Marsem (8.03), Jowiszem (9.03) i Saturnem (10.03). Za każdym razem odległość między "nabierającym ciała" Księżycem i mijaną przez niego planetą wyniesie około 5° (mapka). 14 marca o 5:40 na porannym niebie, tuż przed wschodem Słońca, spotkają się Merkury i Wenus. Odległość między nimi zmaleje do 3° (mapka); podobnie jak w przypadku Wenus i Urana warunki obserwacji będą jednak bardzo niekorzystne.

18 marca o 1:00 bliski pełni Księżyc przesunie się w odległości 1°12' obok Regulusa w konstelacji Lwa. W ostatnim dniu miesiąca o 20:00 warto będzie ponownie spojrzeć na trzy zewnętrzne planety świecące w niewielkich odległościach od siebie w gwiazdozbiorze Barana.

Czas gwiazdowy Greenwich 1 marca o godz. 24:00 czasu uniwersalnego: 10h 40m 21s.

OBIEKT MIESIĄCA - Dipol promieniowania reliktowego

Dla większości Czytelników słowa "dipol" i "promieniowanie reliktowe" są obce lub wręcz niezrozumiałe, toteż dzisiejsze spotkanie z Obiektem Miesiąca muszę zacząć od prośby o cierpliwość. Na początek przypomnijmy, że światło rozprzestrzenia się z bardzo dużą wprawdzie, ale jednak skończoną prędkością. Rejestrując promieniowanie pochodzące z coraz dalszych galaktyk, zaglądamy coraz głębiej w przeszłość i widzimy Wszechświat takim, jaki był przed setkami milionów i miliardami lat.

Wiemy (jeżeli nie z autopsji, to przynajmniej z podręczników), że rozprężany gaz stygnie. Dokładnie tak samo zachowywała się powstała tuż po Wielkim Wybuchu mieszanka fotonów, elektronów, protonów i neutronów. Jej temperatura, początkowo niewyobrażalnie wysoka, malała w miarę rozszerzania się Wszechświata, by po 100 tys. lat od jego narodzin obniżyć się do około 3000 K (ponieważ rozmiary Wszechświata były wtedy tysiąckrotnie mniejsze niż obecnie, będę nazywał owe czasy epoką 0.001). W dziejach Wszechświata był to moment bardzo szczególny: dzięki spadkowi temperatury z elektronów, protonów i neutronów powstały obojętne elektrycznie atomy wodoru i helu. Pierwotne fotony praktycznie przestały oddziaływać z materią i uzyskały pełną swobodę ruchu: zawartość Wszechświata, która uprzednio przypominała gęstą i gorącą mgłę, stała się dla nich niemal całkowicie przezroczysta. Docierając dziś do nas, przynoszą informację o stanie materii, z którą rozstały się w epoce 0.001. Dzięki nim możemy oglądać Wszechświat w takim stanie, w jakim był 100 tys. lat po Wielkim Wybuchu.

Owe pierwotne fotony to właśnie promieniowanie reliktowe, którego obecność we Wszechświecie przewidziano w latach czterdziestych, a odkryto w 1965 roku (warto wspomnieć, że autorzy tego odkrycia, Arno Penzias i Robert Wilson, zostali uhonorowani Nagrodą Nobla). Niebo oglądane w promieniowaniu reliktowym świeciłoby jednostajnym, spokojnym światłem. Światło to jest jednak niewidoczne dla naszych oczu. Nie tyle o świetle wypada tu bowiem mówić, co o... mikrofalach. Skąd jednak mikrofale, skoro promieniowanie reliktowe oddzieliło się od materii o temperaturze 3000 K? Taką samą temperaturę mają przecież liczne gwiazdy, które emitują światło widzialne i które można oglądać bez pośrednictwa radioteleskopów!

Przyczyną przemiany światła w mikrofale jest zjawisko poczerwienienia kosmologicznego (czyli wydłużania fal elektromagnetycznych w miarę rozszerzania się Wszechświata). Wyobraźmy sobie znajdujący się gdzieś w głębi Wszechświata obiekt, który w pewnej chwili emituje błysk niebieskiego światła. Zanim ów błysk dotrze do nas, Wszechświat "urośnie" tym bardziej, im dalej znajduje się źródło błysku. Gdy obiekt jest tak daleko, że podczas podróży światła rozmiary Wszechświata zwiększą się dwukrotnie, wyemitowane fale wydłużą się również dwukrotnie i zamiast niebieskiego błysku zobaczymy ciemnoczerwony. Przy czterokrotnym wzroście rozmiarów Wszechświata błękit zamieni się w podczerwień, zaś przy tysiąckrotnym - w mikrofale. Gdy w epoce 0.001 pierwotne fotony rozstawały się z materią, odpowiadało im promieniowanie podczerwone o długości około 1 mm. Dziś, mniej więcej 15 mld lat później, obserwujemy je jako mikrofale o długości około 1 mm.

Promieniowanie reliktowe dociera do nas ze wszystkich stron z niemal jednakowym natężeniem. Dokładne pomiary dowiodły jednak, że jedna z półkul nieba jest nieco "jaśniejsza" (emituje nieco więcej energii) niż druga. Na niebie można więc wskazać dwa "bieguny" rozkładu natężenia - "jasny" i "ciemny". Taki dwubiegunowy rozkład bywa nazywany rozkładem dipolowym lub po prostu dipolem. Różnica jasności między biegunami wynosi zaledwie około 0.2%, ma jednak olbrzymie znaczenie. Jej istnienie oznacza bowiem, iż Układ Słoneczny porusza się z prędkością 370ą10 km/s w kierunku jasnego bieguna (który znajduje się na granicy gwiazdozbiorów Lwa i Pucharu, w miejscu oznaczonym krzyżykiem na okrągłej mapce). Jest to ruch względem morza fotonów promieniowania reliktowego albo (co na jedno wychodzi) względem materii, która znajduje się tak daleko od nas, że oglądamy ją taką, jaka była w epoce 0.001. W takim samym sensie cała nasza Galaktyka przemieszcza się wraz ze swymi sąsiadkami z prędkością około 600 km/s w kierunku punktu leżącego w gwiazdozbiorze Hydry (nieco poniżej i na zachód od krzyżyka).

Wyobraźmy sobie Wszechświat jako powłokę nadmuchiwanego balonika, na której namalowano kropki odpowiadające galaktykom. W miarę rozciągania powłoki każda kropka oddala się od wszystkich pozostałych, ciągle jednak tkwi w tym samym miejscu balonika. Zastąpmy teraz kropki małymi magnesikami, które mogą przemieszczać się po powłoce balonika, przyciągając się lub odpychając. Każdy z nich wykonuje teraz dwa ruchy: "kosmiczny", związany z rozszerzaniem się powłoki, i "własny", związany z przemieszczaniem się po powłoce (czyli, w naszym balonikowym modelu, z "przemieszczaniem się względem Wszechświata"). Obserwacje promieniowania reliktowego dostarczają najdokładniejszych informacji o ruchu własnym naszej Galaktyki w prawdziwym Wszechświecie. Patrząc późną nocą na granicę gwiazdozbiorów Hydry i Pucharu, pomyślmy, że to właśnie w tym kierunku mkniemy poprzez międzygalaktyczną przestrzeń.