Przetwarzanie danych osobowych

Nasza witryna korzysta z plików cookies

Wykorzystujemy pliki cookie do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie, a także do prawidłowego działania i wygodniejszej obsługi. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług i innych witryn.

Masz możliwość zmiany preferencji dotyczących ciasteczek w swojej przeglądarce internetowej. Jeśli więc nie wyrażasz zgody na zapisywanie przez nas plików cookies w twoim urządzeniu zmień ustawienia swojej przeglądarki, lub opuść naszą witrynę.

Jeżeli nie zmienisz tych ustawień i będziesz nadal korzystał z naszej witryny, będziemy przetwarzać Twoje dane zgodnie z naszą Polityką Prywatności. W dokumencie tym znajdziesz też więcej informacji na temat ustawień przeglądarki i sposobu przetwarzania twoich danych przez naszych partnerów społecznościowych, reklamowych i analitycznych.

Zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies możesz cofnąć w dowolnym momencie.

Optyczne.pl

Artykuły

Niebo przez lornetkę - Planety

29 sierpnia 2014

1. Planety

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety

Planety takie jak Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn były znane już starożytnym. Wszystkie z nich to jasne obiekty, doskonale widoczne gołym okiem, które zwracają na siebie uwagę dwiema własnościami. Po pierwsze, patrząc na nie nie widzimy takiego migotania, jakie ujrzymy w przypadku gwiazd o porównywalnej jasności. Po drugie, planety zmieniają swoje położenie na sferze niebieskiej przemieszczając się na tle gwiazd leżących w okolicach ekliptyki. Świadectwo tego ruchu mamy nawet w ich nazwie, bo greckie słowo planetes oznacza wędrowca lub gwiazdę błądzącą.

Skoro planety doskonale widać gołym okiem, czy warto spoglądać na nie przez lornetkę? Odpowiedź jest prosta – zdecydowanie warto. W przypadku jasnych planet lornetka pozwoli dojrzeć nam rzeczy, których gołym okiem nie widać. Niektóre planety są jednak ledwo dostrzegalne gołym okiem. Zdecydowanie lepiej i łatwiej dojrzeć je przez lornetki. W przypadku osób obserwujących w gorszych warunkach tylko lornetki i teleskopy pozwolą na ich bezproblemową lokalizację. Warto jednak wyraźnie zaznaczyć, że w przypadku obserwacji planet to jednak teleskop sprawdzi się najlepiej. Małe rozmiary kątowe planet wymagają dużych powiększeń jeśli chcemy zobaczyć jakieś szczegóły ich powierzchni. Uzyskanie dobrej jakości obrazów przy dużych powiększeniach wymaga dużej średnicy obiektywu, a takiej w lornetce nie uzyskamy. Oczywiście wielkie lornety powiększające 20–30 razy dadzą nam sporo frajdy w podziwianiu planet, ale na pewno nie dorównają teleskopom.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - R E K L A M A - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Najbliższą Słońcu planetą jest Merkury. Znajduje się on na sferze niebieskiej na tyle blisko naszej dziennej gwiazdy, że podobno nigdy nie widział go nawet sam Mikołaj Kopernik. To raczej mit niż fakt, bo tak wytrawny obserwator, obserwujący w czasach, gdy warunki ku temu były znacznie lepsze niż obecnie, nie powinien mieć problemów z dojrzeniem najbliższej Słońcu planety.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Merkury sfotografowany w 2008 roku przez sondę MESSENGER.


Merkury oddala się na niebie od Słońca maksymalnie na tylko 27.8 stopnia – jest to tzw. maksymalna elongacja. Warto przy tym dodać, że na skutek eliptyczności orbity planety, na tak dużą odległość Merkury oddali się tylko wtedy, gdy znajduje się w okolicach aphelium swojej orbity. Gdy elongacja pokryje się z peryhelium, kąt ten wyniesie tylko niespełna 18 stopni. W efekcie mamy tylko kilka krótkich okresów w ciągu roku, kiedy możemy dojrzeć Merkurego. Na dodatek jest to możliwe tylko wieczorem lub rankiem, a planety musimy szukać odpowiednio nisko nad zachodnim lub wschodnim horyzontem.

Pewnym ułatwieniem jest fakt, że blask Merkurego może być tak duży jak blask najjaśniejszej gwiazdy na niebie, czyli Syriusza. Jasność Merkurego zmienia się nie tylko ze względu na jego zmienną odległość od Słońca i od Ziemi, ale także z powodu faz. Planeta ta, podobnie jak nasz Księżyc, pokazuje bowiem fazy. Znajduje się w pełni w momencie górnego złączenia ze Słońcem (planeta za Słońcem), a w nowiu w momencie dolnego złączenia (planeta pomiędzy Słońcem a Ziemią). W tych momentach planeta wschodzi i zachodzi prawie równorzędnie ze Słońcem i jest dla ziemskiego obserwatora niewidoczna. Podczas pierwszej i ostatniej kwadry elongacja na wschód lub zachód osiąga swoją maksymalną wartość i okolice tych momentów to najlepszy czas do wypatrywania Merkurego.

Blask Merkurego, dla obserwatora z Ziemi, zmienia się najbardziej ze wszystkich planet Układu Słonecznego. W maksimum swojej jasności osiąga on −2.6 magnitudo, a w minimum tylko +5.7 mag. Problem w tym, że obie te wartości pokrywają się z koniunkcjami ze Słońcem (górna i dolna), a wtedy planety nie możemy obserwować. Typowo więc widzimy Merkurego jako obiekt o jasności z przedziału od 1 do −1 mag. W okresach kiedy możemy ją dojrzeć, planeta jest jaśniejsza pomiędzy ostatnią kwadrą a pełnią. Pomimo tego, że jej odległość od Ziemi jest wtedy większa, to lepiej oświetlona tarcza powoduje większą jasność obserwowaną.

Rozmiar tarczy Merkurego na naszym niebie zmienia się od 4.5 do prawie 13 sekund łuku. Oznacza to, że dysponując lornetką o powiększeniu 25–30 razy jesteśmy w stanie dojrzeć fazy tej planety. W przypadku lornetek to jedyne na co możemy liczyć.

Najbliższy dobry czas do obserwacji Merkurego wystąpi na samym początku listopada. Godzinę przed wschodem Słońca planety tej będziemy mogli wypatrywać około 10 stopni nad wschodnim horyzontem.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Obraz powierzchni Wenus w fałszywych kolorach, uzyskany ze zdjęć radarowych sondy Magellan. Bardzo gęsta atmosfera planety nie pozwala dojrzeć jej powierzchni ani z Ziemi, a z jej orbity.


Jeśli chodzi o Wenus, mamy tutaj trochę podobieństw do Merkurego, ale też sporo zasadniczych różnic. Wenus to też planeta wewnętrzna, a więc także nie oddala się od Słońca na dużą odległość. Możemy ją obserwować tylko rankiem lub wieczorem (stąd nazywana jest często Gwiazdą Poranną lub Wieczorną), ale w korzystniejszych warunkach niż Merkurego. W przypadku Wenus maksymalna elongacja wynosi bowiem 47 stopni i jest to wartość około dwa razy większa niż u Merkurego. Dodatkowo Wenus jest planetą większą od Merkurego, poruszającą się po orbicie o większej półosi, a więc znacznie bardziej zbliżającą się do Ziemi. Co więcej, albedo Merkurego (czyli zdolność jego powierzchni do odbijania promieni słonecznych) wynosi tylko 6%. Wenus ma bardzo gęstą atmosferę, która wydajnie odbija światło słoneczne, przez co jej albedo wynosi aż 65%. Wszystko to powoduje, że Wenus jest wyraźnie jaśniejsza nie tylko od Merkurego, ale także od wszystkich innych planet. Jej maksymalny blask sięga aż −4.6 magnitudo, a to oznacza, że podczas ciemnej nocy, w bardzo ciemnym miejscu, jesteśmy w stanie zobaczyć cień od jej światła!

Na skutek większej odległości Wenus od Słońca, w przeciwieństwie do Merkurego, nie jest ona najjaśniejsza pomiędzy pełnią a kwadrą, ale w fazie sierpa, a więc pomiędzy kwadrą na nowiem. Wtedy też jej rozmiar kątowy osiąga swoje maksimum. Tarcza planety bogini miłości może osiągać średnicę aż 66 sekund łuku, a to oznacza, że jej fazy dojrzymy nawet przez lornetkę powiększającą około 10 razy.

Warunki do obserwacji Wenus są obecnie słabe. Odległość kątowa planety od Słońca maleje i ginie ona w jego blasku.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Skaliste planety Układu Słonecznego. Od lewej: Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. Zachowano skalę rozmiarów.


Mars jest prawie dwa razy mniejszy od Wenus, ale na naszym niebie potrafi osiągać jasność tak dużą, że bywa jaśniejszy od największej planety Układu Słonecznego, czyli Jowisza. Wszystko to za sprawą eliptyczności jego orbity (mimośród aż 0.0935). Pełen okres obiegu Marsa wokół Słońca wynosi 780 dni, przez co mniej więcej raz na dwa lata Czerwona Planeta znajduje się w opozycji, czyli w położeniu, w którym Słońce, Ziemia i planeta ustawiają się w jednej linii. Mars jest wtedy najbliżej Ziemi, jego blask osiąga swoje maksimum, a warunki do obserwacji robią się najlepsze. Na skutek wspomnianej już eliptyczności orbity Marsa, jedna opozycja może znacząco różnić się od drugiej. Wystarczy tylko powiedzieć, że odległość Mars–Ziemia w opozycji może zmieniać się od 54 do 103 milionów kilometrów. Gdy odległość ta jest wyjątkowo mała, mamy do czynienia z tzw. Wielką Opozycją, która w przypadku Marsa powtarza się co 15–16 lat. Z ostatnim takim zjawiskiem mieliśmy do czynienia w roku 2003, kiedy to odległość Ziemia-Mars była prawie rekordowo niska i wyniosła tylko 55.76 miliona kilometrów, jego blask osiągnął wartość −2.9 magnitudo, a średnica tarczy aż 25 sekund łuku. Kolejna Wielka Opozycja czeka nas w lipcu 2018 roku i wtedy Mars znajdzie się w odległości 57.78 miliona kilometrów od nas. Zanim jednak do tego dojdzie, w planach jest jeszcze zwykła opozycja z maja 2016 roku. Mars będzie oddalony wtedy od nas o 76 milionów kilometrów, a jego jasność sięgnie −2 magnitudo.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Mars sfotografowany przez sondę Viking 1.


Podczas Wielkich Opozycji tarcza Marsa jest na tyle duża, że dysponując teleskopem powiększającym ponad 100 razy jesteśmy w stanie dojrzeć szczegóły jego powierzchni oraz słynne lodowe czapy biegunowe. W przypadku lornetki nie możemy na to liczyć, ale nawet przez nią wyraźnie zobaczymy, że mamy do czynienia nie z obiektem punktowym lecz „kulką” o czerwonawym zabarwieniu.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Porównanie rozmiarów planetoidy Gaspry (u góry) oraz księżyców Marsa: Deimosa (z lewej) i Phobosa (z prawej).


Posiadacze naprawdę dużych lornetek o obiektywach 100 mm i większych, mogą pokusić się o zlokalizowanie księżyców Marsa, czyli Phobosa i Deimosa. To małe obiekty o nieregularnym kształcie, ale w okolicach opozycji Marsa ich blask sięga odpowiednio 11.3 i 12.4 magnitudo. Ich obserwacja nie jest więc łatwa, ale zawsze można spróbować swoich sił. Satysfakcja z odnalezienia tak trudnych do obserwacji obiektów będzie na pewno ogromna.

Za orbitą Marsa rozciąga się pas planetoid. Nie będziemy tutaj się na ten temat rozpisywać, bo planetoidom poświęciliśmy jeden z naszych poprzednich odcinków. Zainteresowanych zachęcamy więc do jego lektury.

Kolejnym obiektem jest największa planeta Układu Słonecznego, czyli Jowisz. Poza czasem, gdy Mars jest w Wielkiej Opozycji, to właśnie Jowisz zajmuje drugie miejsce pod względem jasności. Ustępuje on co prawda Wenus, ale jest od niej wdzięczniejszy do obserwacji, bo nie musimy obserwować go tylko wieczorem lub rankiem.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Mozaika zdjęć Jowisza wykonana przez sondę Cassini.


Jowisz, podobnie jak Mars, jest planetą zewnętrzną, a więc najlepszym czasem do jego obserwacji są opozycje, które występują co 13 miesięcy. Wtedy planeta świeci dokładnie po przeciwnej stronie nieba niż Słońce i góruje w okolicach lokalnej północy. Ostatnia opozycja Jowisza miała miejsce w styczniu 2014 roku, a kolejna jest oczekiwana w lutym 2015 roku. Ponieważ okres orbitalny Jowisza wynosi 12 lat, a jego orbita też jest elipsą, w momencie gdy Jowisz znajduje się w okolicy peryhelium, mamy do czynienia z Wielką Opozycją. Najbliższa Wielka Opozycja Jowisza jest spodziewana 26 września 2022 roku, kiedy to dystans dzielący go od Ziemi będzie wynosił 591 milionów kilometrów.

Maksymalny blask Jowisza na naszym niebie może osiągać aż −2.9 magnitudo, a minimalny −1.6 mag. Rozmiary tarczy planety zmieniają się od 30 do 50 sekund łuku. Ponieważ orbita Jowisza znajduje się ponad pięć razy dalej od Słońca niż ziemska, kąt pomiędzy Słońcem, Jowiszem a Ziemią nigdy nie przekracza 11.5 stopnia. Oznacza to, że planeta, obserwowana przez teleskopy naziemne, prawie zawsze wydaje się w pełni oświetlona i nie pokazuje faz, tak jak bliższe Słońcu obiekty.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Porównanie rozmiarów Jowisza i jego czterech największych (galileuszowych) księżyców.


Jeśli chodzi o obserwacje lornetkowe, to Jowisz jest chyba najciekawszą do podziwiania planetą. Już w małym instrumencie powiększającym 8–10 razy zobaczymy jego tarczę, a co najważniejsze ułożone prawie w jednej linii galileuszowe księżyce tej planety, czyli Io, Europę, Ganimedesa i Callisto. Widok ten robi wrażenie na każdym i nie potrzeba tutaj powiększenia na poziomie ponad 100 razy, żeby ucieszyć nasze oko. Oczywiście duży teleskop pokaże więcej, ale warto spojrzeć na Jowisza przez prawie każdą lornetkę, która wpadnie w nasze ręce.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Widok na wschodni horyzont z Warszawy dnia 1 września o godzinie 4:45.


Obecnie rozpoczyna się kolejny sezon na obserwacje największej planety Układu Słonecznego. We wrześniu świeci ona w konstelacji Raka i na jej obserwacje najlepiej wyjść nad ranem. Godzinę przed wschodem Słońca odnajdziemy ją około 20 stopni nad wschodnim horyzontem.

Kolejną efektowną planetą jest niewątpliwie Saturn. Nie jest on tak jasny jak Jowisz, bo jego blask zmienia się w zakresie od 1 do 0 magnitudo. Ponieważ Saturn znajduje się jeszcze dalej od Słońca niż Jowisz, w jego przypadku nie ma już tak dużych różnic w odległości pomiędzy poszczególnymi opozycjami. W przypadku Wielkiej Opozycji (najbliższej spodziewamy się w grudniu 2031 roku) odległość Ziemia-Saturn wynosi 1.2 miliarda kilometrów. W przypadku zwykłej opozycji odległość ta zwiększa się do 1.35 miliarda kilometrów.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Zdjęcie Saturna wykonane przez sondę Cassini.


Opozycje Saturna powtarzają się co rok i dwa tygodnie, poprzednia wypadła 10 maja 2014 roku, a następnej oczekujemy 23 maja 2015 roku.

Oczywiście największą atrakcją Saturna są jego pierścienie. Jako pierwszy próbował opisać je Galileusz w 1610 roku, ale ponieważ posługiwał się lunetą, która dawała jakość obrazu słabszą niż większość dzisiejszych lornetek uznał, że widzi dwa duże ciała obok Saturna. W 1655 roku Christiaan Huygens jako pierwszy prawidłowo opisał dysk materiału krążącego wokół planety. Dzisiaj, aby go dojrzeć potrzebujemy instrumentu powiększającego około 20–30 razy. Duże lornetki pozwolą nam więc zobaczyć go bez specjalnych problemów.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Składanka zdjęć wykonanych przez sondę Voyager 1 pokazująca Saturna i jego największe księżyce: Dione, Tethys, Mimasa, Enceladusa, Rheę i Tytana


Na tym nie koniec. Bez specjalnych problemów dojrzymy też Tytana – największy księżyc Saturna i jednocześnie największy księżyc w całym Układzie Słonecznym i jedyny, który posiada gęstą atmosferę. Jego jasność wynosi 7.9 magnitudo, a więc dojrzymy go przez nawet małą lornetkę o obiektywie około 40–50 mm. Trochę większe lornetki pozwolą nam na dojrzenie kolejnych naturalnych satelitów Saturna takich jak Japet, Rea, Tetyda i Dione. Ich jasności zawierają się w przedziale od 9 do 11 magnitudo.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Widok na południowo-zachodni horyzont z Warszawy dnia 1 września o godzinie 20:30.


Obecnie sezon na obserwacje Saturna się kończy. Dojrzeć go możemy wczesnym wieczorem w konstelacji Wagi, gdzie świeci z blaskiem +0.6 magnitudo tylko 10 stopni nad południowo-zachodnim horyzontem. W tym samym rejonie nieba znajdziemy jeszcze Marsa, którego blask sięga obecnie także +0.6 mag.

Biorąc pod uwagę, że jasność kolejnej planety czyli Urana waha się w granicach 5.5–5.9 magnitudo, dziwić może fakt, że nie był on znany starożytnym i średniowiecznym astronomom. Obiekty o jasności 5.5 magnitudo zdarzało mi się widzieć nawet z warszawskiego Żoliborza, choć było to prawie 20 lat temu, zanim otworzono rzęsiście oświetlone Centrum Handlowe Arkadia. W czasach starożytnych, gdy świateł było znacznie mniej niż obecnie, dojrzenie gołym okiem obiektów o jasności 6.5 czy nawet 7 magnitudo nie było specjalnym wyczynem. Trochę więc dziwi fakt, że Uran czekał na swoje odkrycie aż do 1781 roku, kiedy zidentyfikował go William Herschel.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Uran sfotografowany przez sondę Voyager 2.


W obecnych czasach wciąż można próbować zlokalizować Urana gołym okiem. Zdecydowanie łatwiej zrobić to przez lornetkę, bo wtedy da się go dojrzeć nawet z miasta.

Uran jest w opozycji co rok. Najbliższej z nich oczekujemy 7 października 2014 roku, co powoduje, że już teraz panują bardzo dobre warunki do jego obserwacji. Planetę widać w drugiej połowie nocy w konstelacji Ryb. Jej blask sięga 5.7 magnitudo. Tarcza planety ma rozmiar niespełna 4 sekundy łuku, więc żeby dojrzeć jakieś szczegóły na jej powierzchni, powinniśmy dysponować teleskopem o zwierciadle o średnicy około 30 centymetrów. Nawet duże lornety mogą nie wystarczyć do dojrzenia naturalnych satelitów Urana. Choć jest ich prawie trzydzieści, najjaśniejszy z nich (Tytania) ma na naszym niebie jasność około 13 wielkości gwiazdowych.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Uran i jego największe księżyce (fot. ESO).


Najdalsza z pełnoprawnych planet, czyli Neptun, nie jest widoczna gołym okiem. Jej blask zmienia się w zakresie od 7.7 do 8.0 magnitudo. Tak naprawdę niewiele zabrakło do tego, aby go móc dojrzeć bez żadnych instrumentów. Młode osoby, po długiej adaptacji wzroku do ciemności, obserwując z idealnie ciemnych, wysokogórskich miejsc są w stanie dostrzec obiekty o jasności około 7.5 magnitudo. Sam miałem okazje widzieć takie podczas moich pobytów w profesjonalnych obserwatoriach w chilijskich Andach.

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Neptun sfotografowany przez sondę Voyager 2.


Żeby uzmysłowić sobie jak niewielki jest blask Neptuna, można dodać, że jaśniejsze od niego są galileuszowe księżyce Jowisza, planeta karłowata Ceres, a także największe planetoidy takie jak (4) Westa, (2) Pallas, (7) Iris, (3) Juno i (6) Hebe. Z drugiej strony, obiekty o jasności na poziomie 8.0 magnitudo nie są żadnym problemem nawet dla lornetki o obiektywie około 30 mm. Prawie każda lornetka, którą mamy w naszym domu pozwoli nam dojrzeć Neptuna nawet z dużego miasta.

Na obserwacje warto wybrać się tym bardziej, że obecna opozycja planety wypada 29 sierpnia 2014 roku. Przełom sierpnia i września to bardzo dobry czas do obserwacji Neptuna tym bardziej, że nie przeszkadza w nich blask Księżyca (pełnia wypada dopiero 9 września).

Niebo przez lornetkę - Planety - Planety
Widok na południowy horyzont z Warszawy dnia 1 września o godzinie 1:30.


Neptuna można obserwować obecnie przez prawie całą noc w konstelacji Wodnika. Najlepsze warunki występują jednak około północy, kiedy góruje on prawie 30 stopni nad południowym horyzontem. Jasność planety wynosi 7.8 magnitudo, a średnica jej tarczy tylko 2.4 sekundy łuku.

Kilkanaście lat temu nasz artykuł mógłby obejmować kolejne kilka akapitów poświęconych Plutonowi. W 2006 roku, decyzją Międzynarodowej Unii Astronomicznej, został on jednak zdegradowany do klasy planet karłowatych. Obecnie planetą jest ciało niebieskie, które znajduje się na orbicie wokół Słońca, posiada wystarczającą masę, by własną grawitacją pokonać siły ciała sztywnego tak, aby wytworzyć kształt odpowiadający równowadze hydrostatycznej (prawie kulisty), a jednocześnie oczyściło sąsiedztwo swojej orbity z innych względnie dużych obiektów. Właśnie tego ostatniego warunku nie spełnia Pluton i obecnie uznajemy go za duże ciało należące do szerokiego Pasa Kuipera rozciągającego się za orbitą Neptuna.

Wrzesień i październik to często czas, w którym pogoda dopisuje, a noce nie są jeszcze mroźne. Zachęcamy więc do wyjścia na obserwacje, zanim nadejdzie listopadowa plucha. Powodzenia!


Sponsorem cyklu „Niebo przez lornetkę” jest firma:
Niebo przez lornetkę - Planety - Planety