Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
GŁOWA DO GÓRY
Wiedza i Życie nr 9/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 9/2000

Niebo nad Polską w nocy z 1 na 2 września o godz. 24:00 (te same gwiazdozbiory będą widoczne 15 września o 23:00, 30 wrześniao 22:00 i 15 października 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 pierwszych dniach września tuż przed północą przebywa nad horyzontem pięć planet ustawionych od wschodu ku zachodowi w takiej samej kolejności, jak w Układzie Słonecznym: Jowisz i Saturn (-2.4m i +0.1m; oba w gwiazdozbiorze Byka), Uran i Neptun (oba w gwiazdozbiorze Koziorożca) oraz Pluton (gwiazdozbiór Wężownika). Kilka minut przed 4:00 wschodzi słabo teraz świecący Mars (+1.8m; gwiazdozbiór Lwa). Wenus (-3.9m) rezyduje w Pannie, zaś Merkury (-0.8m) przemieszcza się do Panny z Lwa. Na wczesnowieczornym niebie obie te planety przez cały miesiąc oddalają się od Słońca. Niestety, trzymają się przy tym bardzo blisko horyzontu i aż do końca września mamy bardzo nikłą szansę na ich zaobserwowanie.

7 września o 23:00 Jowisz minie Aldebarana w odległości 4°40'. Kilka stopni na wschód od tej pary bez trudu odnajdziemy Saturna (mapka). 16 września o 4:40 dojdzie do zbliżenia między Marsem i Regulusem (odległość między nimi zmaleje do zaledwie 50'; mapka). Trzy dni później wysoko na południowym niebie będzie można obejrzeć grupę czterech jasnych obiektów (Aldebaran, Jowisz, Saturn i Księżyc w III kwadrze). Mapka pokazuje ich położenie o 5:00, ale chętnych do ujrzenia tej gromadki namawiam do wstania nawet o godzinę wcześniej: niebo będzie ciemniejsze, a warunki obserwacji lepsze. Gdy tę czwórkę obejrzymy ponownie tego samego dnia o 22:00, Księżyc przysunie się na odległość 2°20' do Aldebarana . 22 września o 19:27 Słońce przewędruje na południową półkulę nieba, wyznaczając tym samym początek astronomicznej jesieni. 25 i 26 września warto będzie popatrzeć na bliski nowiu księżyc, który przedefiluje obok Regulusa i Marsa .

Czas gwiazdowy Greenwich 1 września o godz. 24:00 czasu uniwersalnego: 22h 45m 47s.

OBIEKT MIESIĄCA - Cephei

Cephei (lub Cep), czyli gwiazda oznaczona literą w gwiazdozbiorze Cefeusza, jest prototypem klasy gwiazd zmiennych zwanych cefeidami. Jej jasność oscyluje między 3.6m a 4.3m, przy czym maksima blasku powtarzają się regularnie co 5d8h47m32s. Zmiany te możemy bez trudu zauważyć gołym okiem, gdy w ciągu paru kolejnych nocy porównamy Cep z jej sąsiadkami, noszącymi oznaczenia Cep i Cep. Przyczyną zmian blasku są pulsacje gwiazdy, która na przemian kurczy się i rozszerza, odpowiednio się przy tym rozgrzewając lub stygnąc. Co sprawia, że cefeidy pulsują, i dlaczego nie robi tego Słońce? Zacznijmy od bardzo uproszczonego "obrazu anatomicznego", zgodnie z którym cefeida składa się z gęstego i gorącego rdzenia oraz znacznie rzadszej i chłodniejszej otoczki. Rdzeń nie bierze udziału w pulsacjach, dzięki czemu jego rozmiary i temperatura nie zmieniają się. Toczą się w nim za to reakcje jądrowe, w których część energii wiązania nukleonów zostaje zamieniona na fotony. Tempo produkcji fotonów jest stałe, co oznacza, że w każdej sekundzie do otoczki wpływa taka sama ich liczba. Wyobraźmy sobie teraz, że otoczka została ogrzana i zaczęła się rozdymać. Śledząc jej ekspansję, zauważymy stopniowy spadek temperatury. Nie ma w tym nic dziwnego: rozprężający się gaz stygnie, a przekonał się o tym każdy, kto na dłuższą chwilę otworzył zawór butli z gazowym paliwem do kuchenki turystycznej. Otoczka nie wyłamuje się oczywiście z tej reguły. W tym przypadku stygnięcie gazu ma jednak dodatkową przyczynę: jego energia cieplna jest częściowo zamieniana na fotony i "wyświecana" w przestrzeń kosmiczną. Schłodzony (choć z naszego punku widzenia ciągle bardzo gorący!) gaz staje się prawie przezroczysty i fotony, które opuściły rdzeń, płyną przezeń prawie bez przeszkód. Osiągnąwszy maksymalne rozmiary otoczka zaczyna się kurczyć. Gęstniejący i rozgrzewający się gaz staje się coraz mniej przezroczysty, aż w pewnym momencie "wyłapuje" wszystkie fotony, które właśnie wtedy opuszczają rdzeń. W tej właśnie chwili otoczka ma minimalne rozmiary i maksymalną temperaturę. Zaczęłaby ponownie rozszerzać się, nawet gdyby nie pochłonęła fotonów. Pochłonąwszy je robi to jednak "bardziej energicznie".

Praktycznie to samo, co w otoczce cefeidy, dzieje się nad tłokiem silnika spalinowego. Znajdujący się tam gaz dostaje "zastrzyk" energii cieplnej (pochodzącej ze spalania benzyny) dokładnie w chwili maksymalnego sprężenia. Dzięki tej synchronizacji ruchy tłoka nie ustają pomimo oporów związanych z ruchem pojazdu. Tak więc cefeida to gigantyczny odpowiednik silnika, który zamienia chaotyczną bieganinę drobin gazowych w uporządkowane pulsacje. Prawdziwa anatomia i prawdziwe pulsacje cefeidy są oczywiście znacznie bardziej skomplikowane. Otoczka składa się z wielu warstw i tylko niektóre z nich mogą być zapewniającym synchronizację "zaworem" dla strumienia fotonów. Jeśli są one zbyt cienkie lub leżą na nieodpowiedniej głębokości pod powierzchnią gwiazdy, do pulsacji nie dojdzie (z takim właśnie przypadkiem spotykamy się na Słońcu). W tych gwiazdach, w których pulsacje są wzbudzane i podtrzymywane, ruchy poszczególnych warstw nigdy nie są idealnie "zgrane" (gdy jedna się jeszcze rozszerza, druga już zaczyna się kurczyć). Dzięki temu otoczka nie "rozhuśtuje się" nieograniczenie, a gwiazda nie ulega zagładzie. Rozmiary Cep oscylują między 29 i 31 średnicami Słońca, zaś temperatura jej zewnętrznej warstwy między 5400 K i 6800 K. W maksimum blasku nasza bohaterka jest 3300 razy jaśniejsza od Słońca. Do klasy cefeid należy dobrze wszystkim znana Gwiazda Polarna. Zmiany jej blasku są jednak zbyt słabe, by dały się zauważyć bez specjalistycznej aparatury.

Trzeba też wspomnieć, że na własnościach cefeid oparta jest jedna z najważniejszych metod pomiaru odległości w astronomii. Ale to już, jak mawiał Kipling, zupełnie inna historia...

Gdy otoczka cefeidy zaczyna się kurczyć (czerwone strzałki), jest prawie przezroczysta dla promieniowania wydostającego się z rdzenia (żółte strzałki). Odpowiada to początkowi suwu sprężania w silniku spalinowym

W fazie maksymalnego skurczenia otoczka pochłania promieniowanie wydostające się z rdzenia i zaczyna się energicznie rozprężać. Odpowiada to zapłonowi mieszanki na początku suwu pracy