Hubble ja Webb vaatasid Mothrat

Hubble ja Webbi kosmsoteleskoopide koostöös valminud jäädvustus Eriidanuse tähtkujus asuvast galaktikaparvest tähisega MACS0416. Selle tuhandeid galaktikaid sisaldava parve kaugus on umbes 4,3 miljardit aastat ehk fotol me näeme valgust, mis lahkus sellest veidi peale Päikesessüsteemi moodustumist. Hubble panus oli jäädvustada nähtavat valgust, Webb vaatles seda infrapunas ehk soojuskiirguses. Kahes erinevas lainepikkuste vahemikus üles võetud fotosid kombineerides on saadud üks seni värvilisem vaade universumi sügavusse, kus sinakad galaktikad on meile lähemad ja punakamad kaugemad.

Suuremalt: https://cdn.esawebb.org/archives/images/large/weic2327a.jpg

Vasakul Hubble kosmoseteleskoobi foto, paremal Webbi.

Tänu galaktikaparve tohutule massile on MACS0416 ühtlasi võimas gravitatsioonilääts, mis murrab, koondab ja suurendab sellest palju-palju kaugemalt ja seega varasemast universumist pärit galaktikate valgust. Neid võib fotol näha pikaks venitatud punakate ja kõverdunud ketaste ja kriipsudena.

Neist kõige huvitavam on kolmandal fotol suurendatud kastis. Sealne moonutatud välimusega galaktika on selle ees asuva massiivse galaktikaparve poolt suurendatud vähemalt 4000 korda ning see pärineb universumist, mis oli vaid kolm miljardit aastat noor. Noolega on näidatud selles säravat üht erandlikult massiivset tähte, mida kutsutakse Mothraks (viide hiiglaslikke koletisi sisaldanud Godzilla filmidele).

Ettevaatlikud analüüsid Mothralt pärineva elektromagnetkiirguse kallal on paljastanud, et see koosneb tõenäoliselt kahest üksteise ümber tiirlevast tähest. Üks neist on jahe ja punakas, teine kuum ja sinine. Kahe peale kokku suudavad (või noh, suutsid) nad välja paisata Päikesest peaaegu 200 tuhat korda rohkem valgust. Tänapäevases ehk meile suhteliselt lähedal asuvas universumis me enam nii võimsaid tähti ei kohta.

Kuu varjutas Veenuse

Eile lõuna ajal oli enamuse Euroopa ja tükikese Põhja-Aafrika kohal vaadeldav juhus, kus planeet Veenus kadus õhukese sirbina valgustatud kuuketta taha, et selle tagant kolm tundi hiljem jälle nähtavale ilmuda. Taolist nähtust nimetatakse varjutamiseks. Olgugi, et sündmus leidis aset päevavalges, oli seda võimalik läbi teleskoobi näha. Seda tänu Veenuse väga suurele heledusele, mida ületab taevas vaid Kuu ja Päike. Veenus ise paistis ja paistab lähikuudel hommikuses kagutaevas, kus see kannab Koidutähe nimetust. Teleskoobis näeb see hetkel välja otsekui pisikesene hele poolkuu (Päike paistab sellele ida poolt ehk vasakult). Detsembriks on see Maast kiiremini tiireldes jõudnud juba natukene Päikese "taha", mistõttu paistab see meile valgustatud kahe kolmandiku jagu. Veebruariks asub Veenus Päikesele meie vaatenurgast nii lähedal, et ilma abivahenditeta seda päikesetõusus vaadelda ei saa.

All Slovakkia astrofotograaf Petr Horáleki jäädvustus Veenuse varjutamisest Kuu poolt. Ühele fotole on kokku liidetud selle erinevad etapid.

Euclidi esimesed fotod

Eile avaldas Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) poolt ehitatud ja juulis USAst Canaverali neemelt SpaceX Falcon 9 kanderaketi pardal startinud kosmoseteleskoop Euclid oma esimesed hämmastavad värvifotod. Iga foto juures on link suuremale versioonile, mida soovitame tungivalt vaadata ja suurendada ning mõelda, et suur osa nende fotode taustal paistvatest objektidest on Universumit pilgeni täitvad galaktikad.

Meist kusagil 240 miljoni valgusaasta kaugusel asuva Perseuse galaktikaparve kusagil 1000 liiget. Parve galaktikad on suuremad ja esiplaanil. Tagaplaanil paistab veel 100 000 palju kaugemat galaktikat. Suuremalt: https://www.esa.int/.../Euclid_s_view_of_the_Perseus...

Niinimetatud "Varjatud galaktika" ehk IC 342 Kaelkirjaku tähtkujus. Vaatamata oma suurusele ja suhtelisele lähedusele (kõigest 10 miljonit valgusaastat) on seda galaktikat meie asukohast nähtavas valguses võrdlemisi raske vaadelda, kuna see jääb täpselt meie enda Linnutee tähtede ja tolmu poolt rikkaliku tasandi taha. Euclidi lähi-infrapunas töötav kaamera suudab õnneks tolmust mingil määral läbi näha. Suuremalt: https://www.esa.int/.../Euclid_s_view_of_spiral_galaxy_IC...

1,2 meetrise peapeegliga Euclid suudab korraga vaadelda umbes 2,5 täiskuu suurust ala (Hubble näeb korraga umbes 1/12 täiskuu suurust ala) ning seda jäädvustada tohutu 609 megapikslise kaameraga. Lisaks kannab teleskoop lähi-infrapuna spektro- ja fotomeetrit, mille abil mõõdetakse kaugete galaktikate punanihet, mis võimaldab hinnata nende kaugust. Euclid asub sarnaselt Gaia satelliidi ja James Webbi kosmoseteleskoobiga Maast umbes 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel niinimetatud L2 punktis, kus Maa ja Päikese gravitatsioonid lubavad sellel tiirelda ümber Päikese kaugemal, kuid samas tempos kui Maa.

Hellenistliku matemaatiku Eukleidese järgi nime saanud teleskoobi ülesandeks saab järgneva kuue aasta jooksul üles pildistada 37 protsenti taevast ning mõõta miljardite kaugete galaktikate kaugused. Selle abil loodetakse luua senisest oluliselt parem ettekujutus galaktikate jaotusest universumis ning seeläbi mõista tumeda aine jaotust ja tumeda energia olemust. Esimese puhul on tegu universumis leiduva ainega, mis ei näi tavaainega suhtlevat ei mingil muul moel kui läbi gravitatsiooni. Tume energia on nimi, mis on antud praktiliselt veel täiesti tundmatule jõule, mis paisutab Universumit.

Ebakorrapärane kääbusgalaktika NGC 6822, mis asub meist kõigest 1,6 miljoni valgusaasta kaugusel. Galaktika on vaid 7000 valgusaastat lai. Lillad laigud on galaktikasisesed tähetekkepiirkonnad. Suuremalt: https://www.esa.int/.../Euclid_s_view_of_irregular_galaxy...

Meile üks lähimaid (7800 valgusaastat) kerasparvi NGC 6397. See sisaldab oma 70 valgusaastase diameetri sees umbes 400 000 tähte. Suuremalt: https://www.esa.int/.../Euclid_s_view_of_globular_cluster...

Teleskoobist sai selle stardi ajal kirjutatud siin: https://www.astromaania.ee/.../euclid-hakkab-kaardistama...

Kaali kraater on vett täis

Näib, et sellel sügisel sademetest puudu pole tulnud. Saremaal asuv maailmakuulus Kaali meteooriidikraater, mille põhjas asuv veesilm kuivematel suvedel peaaegu täielikult kaob, näib igatahes olevat kenasti täitunud.

110 meetrit lai ja 22 meetrit sügav Kaali kraater tekkis kusagil 3500 aastat tagasi, kui mitme kilomeetri kõrgusel purunes atmosfääri sisenenud asteroid ning selle suurim tükk (umbes 10 meetrit) tabas maapinda pisikese tuumapommi jõuga. Kaali peakraatri kõrvalt leiab tänapäeval veel kaheksa pisemat kraatrit, mille tekitasid asteroidi väiksemad killud.

Foto: Active life - Saaremaa (facebook)

Krabi udu ehk Krabi supernoovajäänuk (M1) James Webbi teleskoobi vahendusel

Tegemist on meile ühe lähima, värskema ja enimuuritud supernoovajäänukiga, mis tekkis kui massiivne täht oma elu lõpus kokku kukkus ning seejärel kujutlematult võimsa kärgatusega plahvatas. Alles jäi sellest tuhandeid kilomeetreid sekundis paisuv ja aeglaselt jahtuv gaasisupp. Kunagisest massiivsest tähest on alles jäänud pöörlev neutrontäht ehk pulsar. Väga lühidalt on tegu aatomituuma tihedusega aga sealjuures meie Päikest ületava massiga peaaegu puhtalt neutronitest koosneva tähejäänukiga, mille läbimõõt on umbes 30 kilomeetrit.

Webbi foto täissuuruses: https://stsci-opo.org/STScI-01HBBMF6GFYQG7ECGX1WD3W92B.png

Pööreldes kolm korda sekundis, saadab see üks universumi veidramaid objekte ennast ümbritsevast plasmast läbi lööklaineid, tekitab võimsate magnetväljadega hiiglaslikke gaasifilamente ning kiirendab elektrone ülisuurte energiateni, mis omakorda kiirgavad erinevates lainepikkustes. Seda niinimetataud sünkrotronkiirgust on fotol näha piimja häguna. Veel oma esimeses nooruses oleva pulsari pinnatemperatuur on pea kaks miljonit kraadi ning seda on näha fotol ringjate moodustiste keskel - võimas optiline saavutus meist kusagil 6500 valgusaasta kaugusel asuva pulsari poolt, mille läbimõõtu võiks võrrelda Tallinna linnaga.

Kuigi Krabi udukogu avastati teleskoobiga inglise astronoom John Beivise poolt alles 1731. aastal, märkasid Hiina astronoomid selle teket pea seitse sajandit varem. Nimelt leidub Hiina (ka Jaapani ja Araabiamaade) ürikutes andmeid sellest, et 1054. aasta kevadel tekkis praeguse Sõnni tähtkuju piirkonda juurde üks väga hele täht, mis oli palja silmaga nähtav isegi päeval ning mis jäi öötaevasse ligi kaheks aastaks. On väga tõenäoline, et see uus täht oligi Krabi udukogu sünnitanud supernoova. Oma asukoha tõttu oleks see pidanud tegelikult nähtav olema peaaegu kõikjal meie planeedil, kuid näiteks Euroopa vaevles toona niinimetatud pimedas keskajas, mis pärssis tugevalt "taevasele muutumatusele" vastukäivate ilmingute tunnistamist. Ehk siis ühesõnaga ei julgenud kristlased taolist vaatepilti kirja panna.

Krabi udu asub meist 6500 valgusaasta kagusel Sõnni tähtkujus ning ulatub läbimõõdult kusagil 11 valgusaastat. Seda on pisikese hägusa kogumina näha isegi hobiteleskoopides ning võrreldes aastate jooksul tehtud vaatlusi on selle paisumist selgelt näha. Allolevad Hobiastronoom Detlef Hartmanni kümne aasta jooksul tehtud fotod näitavad Krabi udu jätkuvat paisumist ning selle keskel pöörleva pulsari poolt üles keerutatud filamente.

Jupiteri vastasseis 2023

Nagu juhtus rõngastatud planeet Saturniga augusti lõpus, jõuab ööl vastu homset Maaga vastasseisu Päikesesüsteemi kõige suurem ja uhkem planeet Jupiter. Vastasseis tähendab sellist olukorda, kus Päikese poolt vaadates asuvad kaks planeeti enam-vähem ühes sihis. Ehk Maalt vaadates tõuseb Jupiter 180 kraadi Päikesest teisel pool lõunakaares oma kõige kõrgemasse punkti öö kõige pimedamal ajal. Ühtlasi saavutab Jupiter taevas maksimaalse näiva heleduse ning saabub aasta parim aeg seda vaadelda.

Jupiteri on paljud kindlasti märganud viimastel kuude ja nädalate õhtutundidel ida- ja lõunataevas kõigist tähtedest palju-palju heledamalt särava "tähena", mis erinevalt teistest heledamatest tähtedest silmanähtavalt ei vilgu. Temast pea 90 kraadi lääne pool (paremal) paistab rõngastega kaunistatud Saturn. Vastasseisu ajal, siis kui Päikese ümber kiiremini liikuv Maa aeglasemale Jupiterile niiöelda järele jõuab, lahutab kaht planeeti "vaid" 595 miljonit kilomeetrit (viis korda rohkem kui Maa-Päikese vahemaa) ning meie vaatenurgast on hiidplaneet täielikult Päikese poolt valgustatud. Tegelikult jõudis Jupiteri ja Maa selle aasta väikseim vahemaa kätte juba käesoleval ööl, kuna kahe planeedi orbiidid ei ole täpselt ringikujulised.

Kui pilved või töö Jupiteri öist vastasseisu vaatlemist segavad, siis pole vaja meelt heita. Kuigi tehniliselt on Jupiter kõige heledam ja suurem just vastasseisu ajal, ei suurene vahemaa tema ja meie vahel ka tulevate nädalate ja isegi kuude jooksul väga dramaatiliselt. Seega võimalusi selle vaatlemiseks peaks lähiajal avanema veel küll ja küll. Kusjuures lähikuudel on teda isegi mugavam vaadelda, kuna siis tõuseb Jupiter taevas kõrgele juba esimestel pimedatel õhtutundidel. Paar kraadi kõrguses ja mõnikümmend miljonit lisakilomeetrit kauguses kaotada ei ole selle puhul midagi olulist.

Jupiteri vaatlemiseks kõlbab igasugune suurendav optika. Isegi suhteliselt pisike binokkel või isegi korraliku zoomiga kaameralääts näitab ära, et Jupiter ei tiirle kauges kosmosesügavuses üksi. Tema ümber liiguvad neli suurt kuud- Io, Europa, Ganymedes ja Callisto, mille avastajaks ei olnud keegi muu, kui kuulus teleskoobipioneerist astronoom Galilei Galileo. Tänaseks on Jupiteri ümber kokku avastatud 95 kuud, kuid võrreldes eelnimetatutega on neist enamik vaid mõnekilomeetrise läbimõõduga asteroidid ning hobitehnikaga pole neid lootustki näha.

Umbes selliselt näeb Jupiter ja selle neli kuud välja teleskoobist silmaga sisse vaadates. Planeedi ümber suhteliselt kiiresti tiirlevate kuude asukohad muutuvad ajas.

Jupiteri pöörlemine. Ühe pöörde tegemiseks kulub hiidplaneedil vaid 10 tundi. See tähendab, et selle ekvaator liigub umbes 13 kilomeetrit sekundis. Selle tulemusel on planeet ka silmnähatavalt poolustelt kokku surutud. Autor: Jordan Blanchard

Natukese korralikuma teleskoobiga ning heade vaatlustingimuste korral (planeet kõrgel taevas, atmosfäär puhas ja rahulik) võib aga osutuda võimalikuks näha pikki planeedi pöörlemistasandit katvaid tumedamaid vööte. Tegemist on piirkondadega, kus Jupiteri turbulentne ja vastassuundades puhuv atmosfäär sügavamale gaasihiiu sisemusse vajub. Tumedam värv tuleneb veidi teistsugusest temperatuurist ja keemilisest koostisest. Juhul kui Jupiter on meie poole vaatlemise ajal pööratud õige küljega (ühe pöörde tegemiseks kulub tal 10 tundi) võime sellel märgata Suurt Punast Laiku, mis kujutab endast Maast kaks korda suuremat tormisüsteemi, mis on meile teadaolevalt seal möllanud juba viimased 400 aastat. Teistmoodi huvitavaid vaatepilte pakuvad Jupiteri suurte kuude üleminekud oma planeedist, mille ajal on Jupiteril võimalik märagata nende varje.

Kuigi Jupiter jääb enamikes hobiteleskoopides pisikeseks vöödiliseks kettakeseks, on selle mõõtmed maisete standardite järgi hoomamatud. Kui rääkida näiteks läbimõõdust, siis selle saavutamiseks peaks ritta panema 11 maakera. Ruumala poolest mahuks selle sisse 1300 Maad. Kusjuures kõik teised Päikesesüsteemi planeedid mahuksid Jupiteri sisse ära ja omajagu ruumi jääks ülegi. Massi on peamiselt vesinikust ja heeliumist koosneval Jupiteril aga koguni nii palju, et see ei pöörle tehniliselt ümber Päikese, vaid Päike ja Jupiter pöörlevad ümber ühise raskuskeskme, mis asub 30 000 kilomeetrit väljaspoolt Päikese pinda.

Jupiter Hubble kosmoseteleskoobis. Planeedi ees on näha selle ja terve Päikesesüsteemi suurimat kuud Ganymedest.

Jupiter selle orbiidil tiirutava Juno sondi kaameras.

Juhul kui satute juba õhtul varakult Jupiteri vaatlemiseks teleskoopi üles seadma, siis ära unustage pilku heitmast ka Päikesesüsteemi suuruselt teisele planeedile - Saturnile. Selle leiab lõunakaarest umbes 18 kraadi kõrguselt juba kella 20:00 ajal. Lisaks on meie hilisõhtune taevas juba täitsa pime, mis tähendab, et nähtavale on tulnud lai valik süvataeva objekte. Edelasuunast tasub näiteks vaadelda Hantli planetaarudu (M27) Rebases ning M7, M15 ja M2 keraparvi Nooles, Pegasuses ja Veevalajas. Kõrgelt lõunataevast leiab eest Andromeeda (M31) ja Kolmnurga (M33) galaktikad samanimelistest tähtkujudest, Persuse kaksikparve (NGC 869 ja NGC 884) Perseusest ja Sõela hajusparve ehk Plejaadid (M45) Sõnnist. Nende kõigi kätteleidmiseks tähistaevast soovitame kasutada rakendust nimega Stellarium.

Andromeeda galaktika ja Šveitsi alpid

Tallinna Tehnikaülikooli teaduri ja astrofotograaf Dzmitry Kananovichi foto Andromeeda galaktikast Šveitsi alpide kohal. Foto on tegelikult kombinatsioon kahest erineva säriajaga fotode komplektist - neist üks oli mõeldud jäädvustama Kuu poolt valgustatud maastikku ja teine väga palju nõrgemat galaktikat. Andromeeda galaktika koos oma fotole jäänud väiksemate kaaslastega (M32 ja M110) asub meist umbes 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel ning on taevas sama lai kui kuus üksteise kõrvale asetatud täiskuud. Silmaga õnnestub meil pimedatel öödel näha vaid selle suhteliselt väikest ja heledat tuumaosa. Ühtekokku sisaldab Andromeeda kusagil triljon individuaalset tähte.

2023. aasta osaline kuuvarjutus fotodes

Laupäevaõhtune osaline kuuvarjutus fotodes. Varjutus oli nähtav sellel ajal praktiliselt tervelt Maa Kuu poole suunatud küljelt, ehk Euraasiast, Aafrikast, Austraaliast ja Ameerika mandri idaservast. Maa kumer vari on fotodel igatahes selgelt eristatav.

Meie maad kattis sellel ajal enamuses pilvkate. Kui keegi juhtus siiski pilvede vahelt varjutust nägema ja/või pildistama, siis andke kommentaarides teada.

Wang Letian, Hiina. Erineval ajal tehtud ja kombineeriud fotod varjutatud Kuust annavad hea ettekujutuse Maa varju tegelikust suurusest.

Emili Vilamala, Hispaania. Varjutatud Kuu ja sellest mõned kraadid ida pool asuv Jupiter oma kolme suurima kuuga. Neljas kuu on kas planeedi ees või taga.

Amrinderjit Singh, India

Petr Horálek, Slovakkia

Günter Kerschhuber, Austria

Alessandro Bianconi, Itaalia

2023. aasta osaline kuuvarjutus

Laupäeva (28. oktoobri) õhtul riivab taevas rippuv täiskuu oma alumise osaga Maa poolt heidetud varju serva ehk aset leiab selle aasta ainukene osaline kuuvarjutus. Viimati sai Eestist varjutatud Kuud näha 2019. suvel ning järgmine selline kord tuleb veidi vähem kui aasta pärast.

Laupäevast kuuvarjutust saab võtta kui hiljuti Ameerika mandri kohal kohal toimunud päikesevarjutuse loomulikku jätku. Nimelt saavad nii päikese- kui kuuvarjutused aset leida vaid neil suhteliselt haruldastel perioodidel, kui Kuu orbiidi tasand on kolme taevakeha enam-vähem ühele joonele sattumiseks soodne. Sellel põhjusel käivad varjutused alati paarikaupa ja paarinädalase vahega. Näiteks 14. oktoobri ringikujulise päikesevarjutuse ajal tuli Kuu Maalt vaadates Päikese ette, nüüd kui läbitud on pool orbiiti (ehk pool kuud) on aeg Kuul läbida Maa varju. Paraku vaid osaliselt.

2022. aasta jaanuaris tehtud foto täiskuust, kuhu oleme illustratsiooniks üritanud lisada Maa täisvarju serva homse varjutuse tipus. Selle eest, kas Kuu ka päris selline välja näeb, ei tahaks igaks juhuks oma pead anda.

Päikese poolt Maa taha venitatud vari koosneb kahte tüüpi varjust - täisvarjust ja seda ümbritsevast poolvarjust. Ladina keeles kannavad need vastavalt nime umbra ja penumbra. Vastavalt sellele, et millisest varjuosa Maa orbiidil tiirutav Kuu läbima satub, liigitakse kuuvarjutusi poolvarjulisteks, osalisteks ja täielikeks. Poolvarjulise kuuvarjutuse ajal läbib Kuu vaid Maa poolvarju ning tumeneb selle tagajärjel vaid veidi. Osalise ajal langeb mingile Kuu osale ka täisvari ning täieliku kuuvarjutuse ajal sukeldub Kuu taevas iseloomulikult punakaks värvudes täielikult Maa varju.

Laupäeva õhtul saab tegu olema osalise kuuvarjutusega, mil varjutuse tipus "hammustatakse" Kuust ära vaid kuue protsendilise lõunapoolne ehk meie jaoks Kuu alumine osa. Seda on siiski piisavalt, et meie tuttava kaaslase peal silmaga (kaamera oleks parem) näha Maa kumerat varju. Miski, millest juba vanad kreeklased tuhandeid aastaid tagasi planeedi ümmargust kuju järeldasid. Seega lameda Maa hüpoteesi pooldajatel on enda meelerahu säilitamiseks soovitatav varjutuse ajal siseruumides püsida.

Maa varjud ja neist läbi liikuv Kuu. Kui joonisel liigub Kuu läbi poolvarju, siis laupäeva õhtul siseneb see 6% ulatuses ka täisvarju.

Olgugi ilmaprognoosid laupäeva õhtuks ei ole hetkel just üleliia lootustandvad, tasub siiski igaks juhuks varjutuse kellaajad ära mainida. Maa poolvarju siseneb Kuu Eesti aja järgi kell 21:02 õhtul, täisvarju puudutab see kell 22:35 ning varjutuse kõrghetk saabub kell 23:14. Kell 23:53 ja 01:26 lahkub Kuu vastavalt täisvarjust ja poolvarjust. Vaatepilti on seekord algusest lõpuni näha kõikjalt Euraasiast, Aafrikast nign enamusest Austraaliast ja Antarktikast. Osaliselt saab seda Kuu tõusmise ajal nautida ka Ida-Ameerikast.

Neil kes õnnestub pilvede vahelt Kuud näha, ei tohiks kahe silma vahele jääda ka sellest mõned kraadid ida pool paistev pealnäha ebaharilikult hele täht. Tegemist ei ole aga tähe, vaid hoopis planeediga. Täpsemalt Päikesesüsteemi kõige suurema Jupiteriga, mida tasub Kuu kõrval kindlasti suurendava optikaga uurida. Isegi binokkel näitab ära, et Jupiter ei ripu kosmoses üksinda, vaid seda ümbritsevad neli selle suuremat kuud. Ka need kuud saavad aeg-ajal hiiglasliku ja teleskoobis triibulisena paistva Jupiteri poolt varjutatud.

Kui kiiresti Maa pöörleb?

Kui kiiresti teeb Maa ühe pöörde ümber oma telje? Tundub lihtne - 24 tunniga. See oleks aga vale vastus, sest ühe pöörde tegemiseks kulub Maal hoopis ümmarguselt 23 tundi ja 56 minutit. Kuidas nii?

Seda mida inimesed tavaliselt mõtlevad Maa ühe pöörde all ja ööpäevaks nimetavad ning mis tõepoolest (keskmiselt) 24 tundi kestab on tegelikult aeg mille jooksul näib Päike taevas naasvat eelmise päevaga võrreldes samasse suunda (näiteks päeva kõrgeimasse punkti). Sellest ka selle tehnilisem nimi - päikeseööpäev. Kui aga jälgida näiteks kahe järjestikuse öö jooksul, et millal naaseb üks suvaliselt valitud heledam täht samasse suunda taevavõlvil, siis jõuab see sinna neli minutit varem kui 24 tunni pärast. Sellist ööpäeva nimetatakse sideeriliseks või täheööpäevaks ning taoline ajanihe on muuhulgas ka põhjuseks, miks tähistaevas näib kellaaja suhtes nädalate ja kuude jooksul nihkuvat pidevalt idast läände.

Näiteks kui suvistel südaöödel on otse lõunas heledatest tähtedest Vegast, Deenebist ja Altairist moodustuv Suvekolmnurk, siis talvistel südaöödel näeme seal hoopis niinimetatud Talvekuusnurka - võimast asterismi, mis moodustub Kapellast, Aldebaraanist, Polluksist, Prooküonist, Riigelist, punakast Betelgeusest ja terve taeva heledaimast tähest Siiriusest ehk Orjatähest. Sama asja veidi teisiti vaadates on Päike rännanud taustatähtede suhtes 180 kraadi. Tähtkujusid, mida Päike taoliselt rännates läbib, kutsutakse sodiaagiks ning see on mõningate tähtsate arusaamatustega aluseks tuntud ja millepärast endiselt populaarsele ebausule nimega astroloogia (horoskoobindus).

Miks päikeseööpäev ja täheööpäev üksteisest kestvuse suhtes erinevad? Sest, et lisaks pöörlemisele Maa ka tiirleb ümber Päikese. Selle 23 tunni ja 54 minutiga mil Maal kulub ühe pöörde tegemiseks on see liikunud natukene ümber Päikese - täpsemalt 1/365 ühest täistiirust. Selleks, et Päike naaseks Maal ühes kohas seisnud vaatleja jaoks samasse suunda, peab Maa ennast pöörama veel ühe kraadi võrra ehk umbes 4 minutit kauem. Kõige paremini seletab seda allolev animatsioon, mille autoriks on astronoom ja auhinnatud teaduse populariseerja James O'Donoghue.

Huvitaval kombel tähendab see, et "normaalse" 365 päevase aasta jooksul teeb Maa hoopis 366 pööret ehk üks pööre tuleb ühe tiiru kohta juurde. 366 päevased "ebanormaalsed" liigaastad ei ole siinkohal seotud eelkõnelduga vaid tulevad ebamugavast olukorrast, kus Päikese ümber ühe tiiru sooritamiseks ei kulu Maal täisarv (365,24) päikeseööpäevi.

Kui Maa sideerilised ehk täheööpäevad jäävad ajaliselt muutumatuks*, siis päikeseööpäevad ei kesta tegelikult aasta jooksul püsivalt 24 tundi. Näiteks umbes jõulude ajal kestab päikeseööpäev 24 tundi ja 30 sekundit, septembri keskpaigas aga 23 tundi 59 minutit ja 38 sekundit. Tegelik variatsioon on veidi keerulisem ja vastava graafiku leiab alt.

Sellisel pisikesel ajalisel muutusel on kaks põhjust. Esiteks ei ole Maa orbiit ümber Päikese täiesti ringikujuline vaid elliptiline ehk veidi välja venitatud. Gravitatsiooniseadused kehtestavad, et Päikesele lähemal asudes peab see oma orbiidil liikuma keskmisest kiiremini ning Päikesest kaugemal keskmisest aeglasemalt. Taolise seaduspärasuse avastas juba 17. sajandi alguses kuulus Saksa matemaatik ja astronoom Johannes Kepler. Kui arvestada, et Maa kiirus ümber Päikese aasta jooksul muutub, siis peab natukene muutuma ka ennist kirjeldatud olukord, kus Maa peab päikeseööpäeva läbimiseks natukene kauem pöörlema. Näiteks Päikesele lähimas punktis ehk periheelis asudes (jaanuaris) ja kiiremini liikudes läbib see 23 tunni ja 54 minutilise täheööpäeva jooksul suurema teepikkuse kui näiteks afeelis ehk Päikesest kauemas punktis (juulis). Vastavalt sellele muutub ka aeg, mis kulub Maa pöörlemisel Päikese samase suunda toomiseks.

Teine põhjus päikeseööpäeva pikkusele on Maa pöörlemistelje kalle tiirlemistasandi ehk ekliptika suhtes. Sama asi põhjustab teatavasti meil aastaaegade vaheldumist. Selle mõju päikeseööpäeva kestvusele on paraku väga raske kirjalikult seletada, kuna see nõuab omajagu ruumilist ettekujutust. Nimelt ületab Päike näiliselt Maa taevaekvaatorit (Maa ekvaator projekteeritud otse üles tähistaevasse) kevadisel ja sügisesel pööripäeval. Neil perioodidel muutub Päikese näiline asukoht kiiremini laiuskraadides kui pikkuskraadides. Pidagem meeles, et päikeseööpäev täitub siis kui Päike naaseb järgmisel päeval samasse pikkuskraadilisse suunda. Suvisel ja talvisel pööripäeval, kui Päike asub Maa taevaekvaatorist kaugemal, muutub päevast päeva selle asukoht kiiremini pikkuskraadides kui laiuskraadides. Igatahes konkreetselt selle efekti tulemuseks on, et sügisesel ja kevadisel pööripäeval on päikeseööpäevad keskmisest lühemad ning suvisel ja talvisel pööripäeval pikemad. Kui kaks efekti (elliptilisus+kaldenurk) omavahel kokku panna, siis saamegi päikeseaja kestvuse muutuse aasta jooksul, mis meenutab graafiliselt kujutatult ebaühtlast sinusoidi.

Graafik päikeseööpäeva pikkuse muutusest aasta jooksul. Punasega on muutus, mis on tingitud Maa orbiidi kujust ümber Päikese. Sinisega muutus, mis tuleb Maa pöörlemisteljest. Must joon näitab reaalset muutust kahe efekti tulemusel.

*Kuigi Maa pöörlemiskiirus ehk sideerilise ööpäeva kestvus jääb inimeluea jooksul praktilises mõttes muutumatuks, ei ole see siiski mitmel põhjusel konstantne. Näiteks Kuu poolt põhjustatud looded tekitavad olukorra, kus Kuu kaugeneb ning Maa pöörlemine aeglustub. Kui palju? Umbes 1,8 millisekundit sajandis. Pikemalt sai sellest kirjutatud siin: https://www.astromaania.ee/.../miks-kuu-kaugeneb-maast...