Zjawiska astronomiczne

Zjawisko astronomiczne - jest to ogół zdarzeń zachodzących w przestrzeni kosmicznej. Do najczęściej obserwowanych i najbardziej popularnych zjawisk astronomicznych należą:
1. Zaćmienie Słońca
2. Zaćmienie Księżyca
3. Tranzyt
4. Koniunkcja

1. Zaćmienie Słońca powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.
- zaćmienie częściowe – występuje, gdy obserwator nie znajduje się wystarczająco blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc, by znaleźć się całkowicie w cieniu Księżyca, lecz na tyle blisko, że znajduje się w półcieniu.

- zaćmienie całkowite – występuje, gdy obserwator znajduje się w cieniu Księżyca. W takim przypadku widoczna staje się korona słoneczna* (Korona jest najbardziej zewnętrzną częścią atmosfery słonecznej, rozciągającą się miliony kilometrów od Słońca, widzianą najlepiej podczas całkowitego zaćmienia Słońca.). Jest to możliwe dzięki temu, że obserwowane rozmiary kątowe Księżyca są tylko nieznacznie większe od rozmiarów kątowych Słońca i w przypadku zaćmienia całkowitego, Księżyc przysłania całkowicie powierzchnię Słońca, ale nie przysłania korony słonecznej. Na kilka chwil przed całkowitym przesłonięciem Słońca przez Księżyc powstaje przepiękne zjawisko nazywane poetycko "pierścień z diamentem".
To właśnie całkowity typ zaćmienia jest tak interesujący i piękny z powodu filtrowania i załamywania efektu atmosfery Ziemi. Gdyby Ziemia nie miała żadnej atmosfery wtedy Księżyc podczas całkowitego zaćmienia byłby całkowicie czarny. Księżyc może jednak nabierać rozpiętości kolorów od ciemnobrązowego i czerwonego do jasnopomarańczowego i żółtego. Dokładna kolorystyka zależy od ilości kurzu i chmur w atmosferze Ziemi.

- zaćmienie obrączkowe – zwane również zaćmieniem pierścieniowym występuje wtedy, gdy, podobnie jak w przypadku zaćmienia całkowitego, obserwator znajduje się bardzo blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc. W odróżnieniu jednak od zaćmienia całkowitego, w przypadku zaćmienia pierścieniowego rozmiary kątowe Księżyca są mniejsze niż rozmiary kątowe Słońca. Dzieje się tak wtedy, gdy zaćmienie ma miejsce w czasie, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum swojej orbity, czyli w pozycji najbardziej oddalonej od Ziemi.

- zaćmienie hybrydowe – zachodzi wówczas, gdy w pewnych miejscach Ziemi to samo zaćmienie jest całkowite, a w innych obrączkowe. Tylko około 5% wszystkich zaćmień jest hybrydowych.
22 lipca 2009
całkowite 06:39 min Indie, Chiny, Pacyfik.
Najdłuższe całkowite zaćmienie Słońca XXI wieku

* Korona słoneczna - jest najbardziej zewnętrzną częścią atmosfery słonecznej, rozciągającą się miliony kilometrów od Słońca, widzianą najlepiej podczas całkowitego zaćmienia Słońca.
W ciągu roku występują (gdzieś na kuli ziemskiej) co najmniej dwa zaćmienia Słońca, ale nie więcej niż pięć (z tych najwyżej trzy są całkowite). I tak np. 1993 był rokiem z dwoma zaćmieniami, 1935 z pięcioma. Statystycznie rzecz biorąc, całkowite zaćmienie Słońca zdarza się na danym obszarze co 370 lat. Zdarza się oczywiście, że w danym regionie możemy takie zjawisko obserwować częściej (np. Brisbane w Australii (5 kwietnia 1856 i 25 marca 1857), czy wybrzeże Angoli (21 czerwca 2001 i 4 grudnia 2002).

Zaćmienie Słońca obserwowane w Polsce nastąpiło 1 sierpnia 2008 roku.

Najbliższe częściowe zaćmienia Słońca widoczne z terenów Polski nastąpią 15 stycznia 2010 (na południowo-wschodnich krańcach Polski Słońce wzejdzie minimalnie przesłonięte przez tarczę Księżyca) oraz 4 stycznia 2011 roku (głębokie zaćmienie częściowe widoczne w całym kraju w godzinach rannych).

Najbliższe obrączkowe zaćmienie widoczne w Polsce nastąpi 13 lipca 2075 roku, zaś najbliższe całkowite zaćmienie widoczne z terenów Polski dopiero 7 października 2135 roku.
Z powodu ruchów pływowych występujących na Ziemi, Księżyc stopniowo oddala się od naszej planety. Tempo tego ruchu to około 4 cm rocznie. Za mniej więcej 600 mln lat średnica kątowa tarczy Księżyca stanie się na tyle mała, że całkowite zaćmienia Słońca przestaną występować. Obserwować będzie można jedynie zaćmienia częściowe i obrączkowe.

W odróżnieniu do zaćmień Słońca, zaćmienia Księżyca możemy oglądać bezpiecznie. Niepotrzebne są filtry ochronne a nawet teleskop. Można oglądać zaćmienie tylko "za pomocą" własnych oczu. Lornetka lub teleskop sprawi oczywiście, że widok będzie bardziej niepowtarzalny, gdyż będzie widoczna dokładna kolorystyka.

2. Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem będącym w pełni i Księżyc (naturalny satelita Ziemi) "wejdzie" w stożek cienia Ziemi.

Dla wyjaśnienia pojęcia zaćmienia całkowitego i częściowego Księżyca konieczne jest zrozumienie pojęć: "stożek cienia całkowitego" i "stożek półcienia".
• Stożek cienia całkowitego to miejsce geometryczne tych punktów znajdujących się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce, z których Słońce jest całkowicie niewidoczne.
• Stożek półcienia to miejsce geometryczne tych punktów, z których tylko część Słońca jest widoczna, a część zasłonięta przez Ziemię.

Układ ciał niebieskich w czasie zaćmienia Księżyca. Legenda: A - Słońce; B - Ziemia; C - Księżyc; D - Stożek półcienia; E - Stożek cienia całkowitego

Jeżeli Księżyc krążąc dookoła Ziemi przejdzie cały przez stożek cienia całkowitego Ziemi, to promienie słoneczne przez pewien czas w ogóle nie dochodzą bezpośrednio do jego powierzchni. Cała powierzchnia Księżyca jest wtedy ciemna i jest to całkowite zaćmienie Księżyca.

Jeżeli tylko część Księżyca przesunie się przez stożek cienia całkowitego Ziemi, następuje zaćmienie częściowe.

Jeżeli Księżyc przesunie się tylko przez stożek półcienia Ziemi, nazywamy to zaćmieniem półcieniowym.

Czas trwania całkowitego zaćmienia Księżyca jest różny - maksymalnie 1 godzina i 40 minut

Średnio na 3 zaćmienia Słońca przypadają 2 zaćmienia Księżyca. Ludzie często sądzą, że zaćmienia Słońca obserwuje się rzadziej niż zaćmienia Księżyca, co jest nieprawdą. W ciągu roku zdarzają się co najmniej dwa zaćmienia Słońca, a w sprzyjających warunkach cztery. Natomiast rocznie mogą wystąpić tylko trzy zaćmienia Księżyca, ale może być też tak, że w danym roku nie zdarzy się ani jedno (nawet częściowe). Jednak dla danego miejsca obserwacji zaćmienia Księżyca widoczne są częściej niż zaćmienia Słońca. Powodem jest fakt, że to ostatnie zjawisko jest widoczne tylko w pasie węższym od 300 km dla zaćmień całkowitych. Natomiast zaćmienie Księżyca widać wszędzie tam, gdzie Księżyc znajduje się nad horyzontem.

Ostatnie zaćmienie księżyca było widoczne w Polsce 6 sierpnia 2009 roku. Było to jednak tylko zaćmienie półcieniowe (słabo widoczne zmniejszenie jego blasku). Następne zaćmienie Księżyca nastąpi 31 grudnia 2009 tuż przed rozpoczęciem nowego roku. Będzie to zaćmienie częściowe o niewielkiej fazie. Następne całkowite zaćmienie będzie widoczne rankiem 21 grudnia 2010 roku, jednak obserwować będzie można jedynie początek zjawiska (Księżyc zajdzie w czasie jego trwania).

Historyczne doniesienia o zaćmieniach Słońca i Księżyca są bardzo bogate. Ludzie już od najdawniejszych czasów interesowali się tymi zjawiskami. Często się ich obawiali, biorąc je za zapowiedź przyszłych kataklizmów, ale także starali się je zrozumieć, a nawet przewidywać. Wiadomo, że potrafili tego dokonać Babilończycy i Grecy, na przykład Tales z Miletu. Zaćmienia znalazły swoje odbicie w Biblii. Wspomina też o nich Homer i wielu historyków starożytnych. Dzięki temu, że obecnie potrafimy z dużą dokładnością określić czas występowania zaćmień, zarówno przyszłych, jak i dawno minionych, możemy weryfikować daty wielu wydarzeń historycznych, przy okazji których kronikarze powołują się także i na te zjawiska astronomiczne.Najprościej odpowiedzieć, że zaćmienie Słońca to zjawisko astronomiczne polegające na przesłonięciu tarczy słonecznej przez Księżyc. Efektem tego jest cień padający na fragment powierzchni Ziemi, widoczny w różnych miejscach globu w różnym czasie. Jak do tego dochodzi? W zasadzie bardzo prosto. Na drodze promieni słonecznych biegnących w kierunku Ziemi pojawia się Księżyc.

Dzieje się tak bardzo często, ale tylko czasem dochodzi do tak specyficznej sytuacji, że cień rzucony przez naszego naturalnego satelitę pada dokładnie na powierzchnię Ziemi i dodatkowo odległość pomiędzy Ziemią, Księżycem i Słońcem jest taka,że bryła Księżyca pokrywa dokładnie powierzchnię Słońca.Zaćmienie może mieć charakter całkowity, wtedy tarcza Słońca zakryta jest w 100% - tak jak to będzie 11 sierpnia - lub częściowy. W szczególnych przypadkach mówimy o zaćmieniu obrączkowym.Zbliżające się całkowite zaćmienie nie będzie widoczne z terytorium Polski. Strefa maksymalnego zaćmienie przebiega na południe od naszych granic, ciągnie się od północno zachodniej części Wielkiej Brytanii, poprzez Francję, południowe Niemcy, Węgry, Turcję, Iran, aż po Pakistan.

3. Tranzyt ma w astronomii dwa znaczenia:
• przejście jednego ciała niebieskiego przez tarczę drugiego ciała niebieskiego, obserwowane wówczas, gdy oba ciała i obserwator znajdą się na jednej linii.
• przejście ciała niebieskiego przez południk w połowie drogi między swoim wschodem a zachodem. W tym znaczeniu tranzyt Słońca dokonuje się w południe.
Pierwsze ze znaczeń jest używane częściej.

Obserwacje tranzytów
Tranzyt Deimosa przez tarczę Słońca obserwowany z powierzchni Marsa 4 marca 2004 przez łazik Opportunity

Tranzyt następuje wówczas, gdy tarcza bliższego obiektu wydaje się mniejsza (ma mniejszy rozmiar kątowy) od tarczy obiektu dalszego. Z Ziemi można obserwować przejścia Merkurego i Wenus na tle tarczy Słońca, nigdy zaś nie zobaczymy tranzytu żadnej z planet górnych. Także satelity ciał niebieskich dokonują przez nie tranzytów, takich jak na przykład tranzyt Io przez tarczę Jowisza obserwowany z sondy Cassini-Huygens.

Tranzyty są również obserwowane w pozasłonecznych układach planetarnych, jako spadek jasności gwiazdy, kiedy masywna planeta przesłania częściowo jej światło. Obecnie obserwacje tranzytów są jedną z najskuteczniejszych metod wykrywania planet.
Także obrączkowe zaćmienie Słońca jest typem tranzytu.

Okultacja (zakrycie) - zjawisko astronomiczne, widome przejście pobliskiego ciała niebieskiego przed innym ciałem niebieskim. W wyniku okultacji ciało znajdujące się dalej od obserwatora staje się na pewien czas niewidoczne dla niego.

Ze względu na swoiste położenie Ziemi w Układzie Słonecznym wyróżniamy przede wszystkim dwa typy okultacji: okultację słoneczną i okultację księżycową, czyli przejście odległego ciała niebieskiego za tarczą odpowiednio: słoneczną, bądź księżycową. Ze względu na znaczną jasność tarczy Słońca obserwacje okultacji słonecznych są trudne i możliwe tylko w niektórych zakresach fal elektromagnetycznych. Znacznie łatwiejsze są obserwacje zakryć i odkryć ciał niebieskich przez Księżyc, zwłaszcza zachodzące na nieoświetlonej krawędzi tarczy Księżyca. Obserwowane są również wzajemne zakrycia planet oraz zakrycia gwiazd przez planety i inne obiekty Układu Słonecznego, jednak ze względu na niewielki rozmiar kątowy zakrywających obiektów są to zjawiska rzadkie.

Kilka minut przed zakryciem Jowisza przez Księżyc 6 lipca 2005 (widziane z Nelson, Nowa Zelandia).

4. Koniunkcja (złączenie) to ustawienie ciał niebieskich i obserwatora w jednej linii.

Rys: Schemat koniunkcji Księżyca i Marsa
Opis:
• A - Ziemia wraz z obserwatorem
• B - Księżyc
• C - Mars
• strzałką zaznaczono kierunek obserwacji

Oba te zjawiska, a zwłaszcza zaćmienia, należą do najbardziej spektakularnych widowisk przyrody i mają też duże znaczenie naukowe, gdyż moment ich wystąpienia można zarówno bardzo dokładnie zmierzyć, jak również dokładnie przewidzieć. Porównanie wyników obserwacji z przewidywaniami pozwala na testowanie i korygowanie teorii ruchu ciał układu Słonecznego: Ziemi, Księżyca, planet i ich księżyców i planetek (asteroidów).

Platon uważał, że Wielki Rok zaczyna się i kończy wielką koniunkcją wszystkich planet w tym miejscu, które zajmowały one w początku tworzenia świata.