Nocne niebo nad Łodzią: wrzesień 2019 r.

Wrzesień to czas coraz dłuższych i jeszcze w miarę ciepłych nocy. To dobry moment na kontemplację Drogi Mlecznej rozciągającej się przez cały nieboskłon od południowego wschodu do północnego zachodu. Na wrzesień przypada końcówka sezonu obserwacji największych gazowych planet Układu Słonecznego: Jowisza i Saturna. Jowisz będzie pojawiał się na krótko po zachodzie Słońca. Jego maksymalna wysokość nad horyzontem nie przekroczy kilkunastu stopni. Mimo to we wrześniu i tak jest najjaśniejszym po Księżycu obiektem na nocnym niebie. W środku miesiąca będzie zachodził już około godziny 22. Podążający za nim Saturn może być obserwowany przez 2 godziny dłużej.

Kalendarium:

1 września – trzecie peryhelium sondy Parker Solar Probe. Sonda po raz trzeci zbliży się do naszej gwiazdy dziennej na odległość 25,4 miliona kilometrów i znajdzie się w ekstremalnych warunkach korony słonecznej. Podróżując z prędkością ponad 95 km/s, sonda będzie w stanie mierzyć bezpośrednio właściwości materii zewnętrznej, bardzo dynamicznej części atmosfery Słońca, która według naukowców, może zawierać klucz do zrozumienia ważnych aspektów aktywności naszej macierzystej gwiazdy. Być może uzyskane przez nią dane pomogą znaleźć odpowiedzi na fundamentalne pytania dotyczące fizyki Słońca? Naukowcy chcą rozwikłać zagadkę przyspieszania materii opuszczającej Słońce do ogromnych prędkości i sprawdzić hipotezy dotyczące przyczyn bardzo wysokiej temperatury korony słonecznej. Będzie to też okazja do zbadania powstającego wiatru słonecznego. Dotychczas  jedyne pomiary tego zjawiska miały miejsce w bliskich okolicach naszej planety.

Ze względu na zakłócenia ze strony Słońca przez kilka kolejnych dni nie będzie radiołączności z sondą. W tym czasie pojazd chronić będzie autonomiczny system zapewniający automatyczne reakcje paneli słonecznych, odpowiednie osłonięcie wszelkich bardziej wrażliwych instrumentów badawczych oraz zaawansowany system naprowadzający, który utrzyma pojazd w odpowiednim położeniu. Zebrane dane naukowe trafią na Ziemię dopiero po paru tygodniach, gdy sonda znajdzie się w dogodnym do transmisji położeniu.
W ciągu 7 lat projektu sonda zbliży się do Słońca 24 razy, przy czym podczas ostatnich 3 peryheliów pojazd ma znaleźć się w odległości zaledwie 6 mln km od powierzchni gwiazdy.

 

Sonda Parker Solar

Ilustracja sondy Parker Solar zbliżającej się do Słońca
źródło: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

 

5 września - w nocy z 5 na 6 września  Neptun znajdzie się blisko gwiazdy ᵠ Aqr. Jest to duże ułatwienie dla początkujących miłośników astronomii, którzy chcą zaobserwować planetę. Na początek warto odnaleźć Kwadrat Pegaza – asteryzm złożony z czterech bardzo jasnych gwiazd (Markab, Scheat, Alpheratz i Algenib). Poniżej niego znajduje się gwiazdozbiór Wodnika. W nim szukamy charakterystycznego łuku trzech jasnych gwiazd. Powyżej prawej nich znajduje się gwiazda ᵠ wodnika ( ᵠ Aqr). Mając do dyspozycji lornetkę lub teleskop o średnicy minimum 70 mm  będziemy w stanie w jej pobliżu dostrzec w nocy z 5 na 6 września dodatkowy niebieski punkt, wyraźnie odróżniający się od żółto- pomarańczowej gwiazdy. To planeta Neptun, dla której wrzesień jest najbardziej korzystnym okresem w roku do obserwacji. 9 września będzie w minimalnej odległości od Ziemi (28,9276 au). 10 września o godzinie 7:23 Neptun znajdzie się w opozycji wobec Słońca. Oznacza to, że zarówno Słońce jak i planety Ziemia i Neptun będą w jednej linii, przy czym Ziemia będzie znajdować się pomiędzy pozostałymi dwoma obiektami. W takim ułożeniu widoczna z Ziemi powierzchnia Neptuna będzie maksymalnie oświetlona przez Słońce. Jest to więc czas  maksymalnej jasności tej planety.

Położenie gwiazdy  ᵠ Aqr

Położenie gwiazdy  ᵠ Aqr

 

Za niebieską barwę planety odpowiada metan, stanowiący zaledwie 1% atmosfery. Pochłania on światło czerwone o długości fali ~600nm. Nie wiadomo jednak, czemu kolor Neptuna ma tak głęboki, ciemny odcień, czym różni się wyraźnie od Urana o podobnym składzie atmosfery. Ale to nie jedyna tajemnica związana z tą planetą. Atmosfera Neptuna jest bardzo dynamiczna. Występują tu monstrualne antycyklony wielkości Ziemi i wiatry wiejące z prędkościami naddźwiękowymi do 2000 km/h. Tak gwałtowne zjawiska pogodowe nie mogą być napędzane Słońcem, które jest tu 30 x dalej niż od Ziemi. Wśród hipotez wyjaśniających źródło energii zmagazynowanej w atmosferze Neptuna rozważa się ciepło wewnętrzne, pochodzące jeszcze z czasów formowania się planety, interakcje wiatru słonecznego z polem magnetycznym globu oraz działanie gazów cieplarnianych, takich jak wspomniany wyżej metan. Najprawdopodobniej jest to efekt łączny wszystkich tycz czynników plus czynników jeszcze nie poznanych.

Planeta neptun

Zdjęcie Neptuna zrobione przez sondę Voyager 2
źródło: NASA/JPL, edycja Gary Daines

 

8 września po godzinie 19:30 będziemy mogli obserwować na łódzkim niebie spotkanie Księżyca z Saturnem. Odległość kątowa między tymi obiektami wyniesie zaledwie ok. 2,5o. Co prawda Księżyc tuż po pierwszej kwadrze będzie swoim blaskiem utrudniał szczegółowe obserwacje planety, ale z drugiej strony będzie ułatwiał znalezienie Saturna niedoświadczonym obserwatorom. Dodatkowo tego typu spotkania są wdzięcznym obiektem dla astrofotografii.
 
13 września o godzinie  13:01 Merkury znajdzie się w koniunkcji z Wenus (w odległości zaledwie 0.3ºS). Tego dnia w Łodzi obie planety będą widoczne przez bardzo krótki czas po zachodzie Słońca od godziny 18:55 do 19:20. Oba obiekty położone będą nisko nad ziemią, więc ich obserwacja wymaga pustego horyzontu.
14 września o godz. 04:32 rozpocznie się pełnia Księżyca. Srebrny Glob będzie wtedy widoczny na południowo zachodniej stronie nieba na tle gwiazdozbioru wodnika. Na czas pełni łuna księżycowa skutecznie ukryje przed nami wiele ciekawych obiektów, w tym znajdującą się niedaleko Księżyca planetę Neptun.
 
23 września o godzinie 7:50 rozpocznie się astronomiczna jesień. W tym momencie obie półkule ziemskie: północna i południowa są jednakowo oświetlone. Ma miejsce tzw. równonoc jesienna- dzień i noc będą trwały po 12 godzin. Od tego dnia Słońce będzie słabiej oświetlać półkulę północną niż południową i noc zacznie być dłuższa od dnia. Dzień maleć będzie aż do zimowego przesilenia, które w tym roku przypada na 22 grudnia.
 
28.września o godz. 18:25  rozpoczyna się nów Księżyca. Okolice nowiu to najlepszy czas w miesiącu na poszukiwanie obiektów głębokiego nieba. Podobne warunki wystąpią też na początku miesiąca w pierwszej kwadrze Księżyca. Wrześniowy przełom pór roku umożliwia obserwację zarówno letnich jak i jesiennych perełek.
 
Ciekawym obiektem letniego nieba, który można obserwować we wrześniu jest gromada kulista w gwiazdozbiorze Herkulesa (znana również jako Messier 13 lub NGC 6205).

 

M-13 Gromada kulista w Gwiazdozbiorze Herkulesa

M-13 Gromada kulista w Gwiazdozbiorze Herkulesa
rys.: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA);
C. Bailyn (Yale University), W. Lewin (Massachusetts
Institute of Technology), A. Sarajedini (University
of Florida), and W. van Altena (Yale University)

 

M13 to gromada kulista - połączona grawitacyjnie grupa gwiazd o sferycznym kształcie i wyraźnym zagęszczeniu w centrum. Obecnie znanych jest ponad 160 obiektów tego typu. Szacuje się, że ich liczba w drodze Mlecznej nie przekracza 200. Występują one w halo naszej galaktyki, związane jej silnym polem grawitacyjnym. Tworzą je zazwyczaj starsze gwiazdy w liczbie dochodzącej do setek tysięcy. Są to obiekty w kosmicznej skali czasowej bardzo dynamiczne. Gwiazdy w nich nie tylko poruszają się wraz z całą galaktyka, ale też krążą wewnątrz gromady wokół wspólnego środka ciężkości. W ogromnym przyspieszeniu (milionów lat na sekundę) i z odpowiedniej odległości mogły by skojarzyć się nam z gniazdem wściekłych os. Oczywiście takich wrażeń nie doświadczymy podczas obserwacji teleskopowych. Nasze istnienie jest tylko migawką w ich życiu. Jednak symulacje komputerowe pozwalają obserwować ten kosmiczny taniec i umożliwiają formułowanie ciekawych wniosków. Ze względu na oddziaływania grawitacyjne prędkość lżejszych gwiazd rośnie, a cięższych maleje. Prowadzi to do posortowania gwiazd od najcięższych w środku gromady do najlżejszych i najbardziej ruchliwych na zewnątrz. Przez to jądra gromad kulistych są bardzo gęste i jasne.
 
Gromada kulista w Herkulesie jest jedną z najbardziej znanych, głównie dzięki temu, że w dobrych warunkach można ją dostrzec nawet gołym okiem. Zawdzięcza to względnie małej odległości w porównaniu z innymi tego typu obiektami. Jest oddalona o 25,1 tyś. l.ś. od Ziemi. Ma średnice 146 l.ś. i jasność 5,8 magnitudo. Zajmuje obszar 20 minut kątowych. Jest największą i najjaśniejsza gromadą kulistą północnej półkuli nieba. Zastosowanie sprzętu optycznego nada obserwacją M13 inną jakość. Gołym okiem gromadę trudno odróżnić od pojedynczej gwiazdy. Lornetka pozwoli zauważyć, że jest to obiekt rozmyty. Powiększenie 70-80x pokaże już nam jasną plamę o sporych rozmiarach. Teleskop o aperturze min. 100mm umożliwi rozróżnienie pojedynczych gwiazd.
 
W jaki sposób odnaleźć gromadę na wrześniowym niebie? Najlepiej najpierw odszukać charakterystyczny asteryzm – trapez Herkulesa, który w gwiazdozbiorze tegoż herosa stanowi jego tułów. Jeśli prawy bok trapezu podzielimy na 3 części, gromada Herkulesa znajdować się będzie na 2/3 wysokości powyżej prawego dolnego wierzchołka.

 

Położenie gromady kulistej M-13

Położenie gromady kulistej M-13

 

Warto dodać, że w stronę gromady M13 wysłano z radioteleskopu w Arecibo wiadomość zawierającą podstawowe informacje o naszej cywilizacji, w tym nasz kosmiczny adres, wygląd człowieka i liczba ludzi na Ziemi. Sensowność i bezpieczeństwo takich prób nawiązania kontaktu z obcą cywilizacją są przedmiotem dyskusji zarówno naukowców jak i twórców science fiction. Jednakże zważywszy na dzielącą nas odległość  nie musimy się martwić odpowiedzią jeszcze przez następne 25 tyś lat.
 
Bardziej zaawansowanym miłośnikom astronomii wrześniowe niebo poleca Kwintet Stephana (zwany również Hickson 92 lub Arp 319). Spełnia wszystkie wymagania prawdziwego wyzwania: trudny do znalezienia, wymagający dobrego sprzęty optycznego, pokazujący ciekawe zjawisko.

 

Kwintet Stephana

Kwintet Stephana
rys.: NASA, ESA and the Hubble SM4 ERO Team 

 

Kwintet Stephana, jak wskazuje nazwa, składa się z 5 obiektów. Jest to grupa zwarta galaktyk w Gwiazdozbiorze Pegaza. Cztery z nich to galaktyki silnie połączone grawitacyjnie: NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B oraz NGC 7319. Znajdują się one w odległości 260 milionów lat świetlnych od Ziemi. Wzajemne oddziaływania grawitacyjne odkształcają obiekty. Wyraźnie widać wyciągnięte ramiona spiralne. Dwie z galaktyk,  NGC 7318A i NGC 7318B, rozpoczęły już proces łączenia. Ale tak naprawdę wszystkie te obiekty są na kursie kolizyjnym. To migawka z trwającej ponad miliard lat gigantycznej kosmicznej katastrofy. Ale też niepowtarzalna okazja obserwowania matki natury w akcji. Mamy tu istne bogactwo występujących procesów fizycznych tj. kolizje strumieni gazu czy całych strumieni gwiezdnych i towarzyszące im impulsy gwiazdotwórcze, a nawet powstawanie  międzygalaktycznych układów gwiezdnych. Zderzanie się galaktyk powoduje powstanie wielkiego, rozciągającego się na prawie 100 tyś lat świetlnych frontu uderzeniowego. Jego rozmiary są zbliżone do wielkości całej Drogi Mlecznej. Źródłem fali uderzeniowej jest galaktyka NGC 7318B, która opadając na pozostałe z prędkością ponad miliona km/h, podgrzewa gaz (głównie wodór) wypełniający grupę galaktyk i pobudza go do świecenia. Fala uderzeniowa widoczna jest zarówno w paśmie promieniowania radiowego jak i rentgenowskiego.

 

Fala uderzeniowa w Kwintecie Stephana

Fala uderzeniowa (kolor zielony) w Kwintecie Stephana
fot.: NASA / JPL-Caltech / Max Planck Institute

 

Na przykładzie galaktyki NGC 7317 możemy obserwować tzw. galaktyczny kanibalizm: rozrywają ją oddziaływania grawitacyjne większych galaktyk. Świadczy o tym otaczające ją, rozległe czerwone halo gwiezdne złożone ze starych gwiazd, odkryte niedawno dzięki wielozakresowemu zdjęciu wykonanemu za pomocą teleskopu CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope).
 
Kwintet Stephana umożliwia badanie zbiorowej ewolucji galaktyk. Cztery zderzające się galaktyki ostatecznie najprawdopodobniej się połączą i stworzą jedną ogromną galaktykę eliptyczną.
 
Natomiast piąty widoczny obiekt – NGC 7320 jest tylko przypadkową galaktyką, która znajduje się na drodze pomiędzy nami i pozostałymi 4 galaktykami. Jest zdecydowanie bliżej nas, bo znajduje się ok. 35 mln lat świetlnych od Ziemi. Została złapana w kadr niczym kosmiczny turysta robiący sobie zdjęcie na tle epickiej katastrofy. Wydaje się tak samo duża dlatego, że jest  karłowatą galaktyką spiralną. To świetny przykład na to, jak ważna jest perspektywa w analizowaniu zdjęć astronomicznych i obrazów w teleskopach.
 
Obserwacja Kwintetu Stephana wymaga ciemnego nieba. Potrzebny jest tez dobry teleskop  o średnicy co najmniej 20 cm. Odnalezienie Kwintetu nie jest łatwą sprawą, ze względu na jego małe rozmiary – kilkanaście minut kątowych i małą, wręcz progową jasność. Wszelkiego rodzaju szukacze mogą okazać się nieprzydatne. Lepiej skorzystać z okularu o możliwie szerokim polu.
 
 

Lokalizacja kwintetu Stephana

Lokalizacja kwintetu Stephana

 

Poszukiwania najlepiej zacząć od asteryzmu kwadratu Pegaza. Dzięki niemu odnajdziemy gwiazdę Scheat i położoną na nodze Pegaza gwiazdę Matar. Matar wraz z gwiazdą Π2Peg i Kwintetem  Stephan’a tworzą trójkąt rozwartokątny.
 
 

Lokalizacja kwintetu Stephana względem gwiazdy Matar

Lokalizacja kwintetu Stephana względem gwiazdy Matar

 

Wyzwaniem samym w sobie jest identyfikacja poszczególnych obiektów. Jaśniejsze galaktyki nie stanowią problemu. Trudniej jest z mniejszymi i mniej jasnymi obiektami, których wyodrębnienie jako poszczególne galaktyki może zająć kilkadziesiąt minut.
 
Joanna Szczepańska

 

Mapa nieba nad Łodzią wrzesień 2019

 

Więcej informacji o wrześniowym niebie przeklazujemy w czasie pokazów "Gwiazdozbiory jesiennego nieba":

 

15.11.2019 18:30 (piątek)
16.11.2019 18:30 (sobota)
17.11.2019 17:00 (niedziela)
19.11.2019 18:30 (wtorek)
22.11.2019 18:30 (piątek)
23.11.2019 18:30 (sobota)
24.11.2019 17:00 (niedziela)
26.11.2019 18:30 (wtorek)