reede, 24. september 2021

Maa hooaegade vaheldumine satelliidi pardalt

Sügisene pööripäev oli kolmapäeval ära, aga allolev video on liiga huvitav, et neli kuud postitamisega oodata. 12sekundiline video koosneb 365 fotost, mis on tehtud Meteosat 9 ilmasatelliidi pardalt ühe aasta jooksul igapäevaselt ühel ja samal kellaajal (iga 24 tunni tagant). Kuna Meteosat 9 tiirleb geosünkroonselt orbiidil, siis selle vaatenurgast on Maa täiesti paigal. See tähendab, et see tiirleb ümber Maa täpselt sama kiiresti kui Maa pöörleb ning Maalt vaadates seisab satelliit paigal.


Videolt on näha päikesevalguse suhtelise nurga muutust 2010. aasta sügisesest pööripäevast kuni järgmise aasta sügisese pööripäevani ning sellega kaasneva terminaatori (valguse ja pimeduse piir) nurga muutus pooluste suhtes.

neljapäev, 23. september 2021

Möödus 175 aastat Neptuuni avastamisest

Täna õhtul möödub 175 aastat Päikesesüsteemi kaugeima, külmeima ja tuuliseima planeedi - Neptuuni - avastamisest. Kui sellest lähemal tiirlev Uraan oli esimene teleskoobi abil avastatud planeet, siis Neptuuni avastamisel mängisid otsustavat rolli matemaatilised arvutused nii prantsuse kui inglise astronoomide poolt. Ammuste vaenlaste rivaalitsemine uue planeedi avastamise au üle kestab mingil määral tänaseni.

Pea nelikümmend aastat peale seda kui Inglise-Saksa astronoom Sir William Herschel 13. märtsil 1781. aastal Uraani avastas (tegelikult oli seda silmaga vaadeldud varemgi, kuid seda peeti täheks) ning Päikesüsteemi teadaolevaid mõõtmeid esmakordselt ajaloos laiendas, avaldas Prantsuse astronoom Alexis Bouvard esimesed matemaatilised tabelid Uraani orbiidi kohta. Edasised vaatlused näitasid aga, et midagi on väga viltu - planeet ei liikunud ümber Päikese nii, nagu see arvutuste kohaselt tegema olema pidanud. Korraks kaaluti isegi võimalust, et Newtoni gravitatsiooniseadus on kuidagi vale või ei mõju see nii kaugetele objektidele samamoodi. Lõpuks siiski püstitati hüpoteesi, et Uraanist kaugemal peab tiirlema veel üks vähemalt sama massiivne tundmatu planeet, mis oma gravitatsiooniga Uraani orbiiti moonutab. Planeedijaht sai alata.
John Couch Adams
Kulus veel kakskümmend aastat, enne kui noor Inglise astronoom ja matemaatik John Couch Adams 1843. aastal probleemi matemaatiliselt lahendama asus. Järgneva kolme aasta jooksul kasutas ta selleks nii olemasolevaid, kui ka uusi Uraani vaatlusandmeid, mida ta hankis muuhulgas kuulsalt briti astronoom Sir George Airylt. Paraku ei olnud Adams oma tulemustes kuigi enesekindel, alustas neid mitu korda uuesti ning oli vastumeelne nende avaldamisel. Adamsi teadmata oli aga samal ajal enda arvutustega alustanud prantsuse astronoom Urbain Le Verrier, kes avaldas oma tulemused mõni kuu enne Adamsit 1846. aasta juunis. Tema töö võeti aga kaasmaalastest astronoomide seas vastu mõningase leigusega.

Urbain Le Verrier
Airy, kes oli teadlik Adamsi veel avaldamata tööst, võttis Le Verrieri arvutustest kuuldes jalamaid ühendust Cambridge observatooriumi astronoom James Challisega, kes asus Adamsi arvutuste põhjal tundmatut planeeti teleskoobiga otsima. Otsingud kestsid terve sama aasta augusti ja septembri, otsides planeeti nii Adamsi poolt täpsustatud taevaalast, kui ka selle ümbert. Paraku tulemusteta. Samal ajal, tüdinud oma kolleegide ükskõiksusest, kirjutas Le Verrier saksa astronoomile Johann Gallele, kelle kasutada oli Berliini observatooriumi 9 tolline teleskoop. Prantslase kiri jõudis Galle kätte 23. septembril. Sama päeva õhtul leidis sakslane uue planeedi vaid 1 nurgakraadi kauguselt Le Verrieri poolt täpsustatud asukohast.
Peale avastust tekkis kohe ebamugav küsimus, et kes peaks siis saama endale au uue planeedi leidmisel. Asja ei teinud paremaks Inglise ja Prantsusmaa toonane tuline rivaalitsemine. Kas avastajaks peaks olema inglasest Adams, kes oli oma arvutustega esimesena alustanud ja need ka lõpetanud, aga neid mitte avaldanud (olgu öeldud, et Neptuun leiti Adamsi arvutustega täpsustatud kohast 12 nurgakraadi kauguselt)? Kas prantslasest Le Verrier, kes lõpetas arvutused hiljem, kuid tegi need palju täpsemalt? Või kas hoopis sakslasest Galle, esimene inimene, kes nägi kauget sinakat täppi oma teleskoobis teadlikult uue planeedina? Hiljem tuli veel välja, et ka inglasest Challis oli oma otsingute käigus Neptuuni kahel korral enne Gallet märganud, kuid aegunud tähekaardid ja kehvapoolne vaatlustehnika ei lubanud tal seda planeedina tuvastada.

Berliini observatooriumi 9 tolline Fraunhoferi refraktor, millega Neptuuni esmakordselt planeedina nähti. Praktiliselt identset teleskoopi kasutati ka Tartu Tähetornis ning seda saab seal väljapanekul näha.
Paralleelselt avastaja määramisega puhkes erinevate astronoomide ja nende riikide vahel vaidlus uue planeedi nime üle, mis on tavaliselt avastaja otsustada. Vahetult peale avastust kutsuti planeeti lihtsalt "planeediks Uraanist edasi" või siis "Le Verrieri planeediks". Galle oli esimene, kes pakkus välja nime Janus (Rooma alguste, üleminekute ja aja jumal). Challis käis välja nime Oceanus (titaan Kreeka mütoloogias). Le Verrier, kes pidas ennast planeedi tõeliseks avastajaks, nimetas planeedi esimese hooga Neptuuniks (Rooma merejumal), kuid muutis selle peagi enda järgi Leverrieriks - samm, mis pälvis väljaspool Prantsusmaad tulist pahameelt. Prantslased nimetasid omalt poolt Uraani avastaja järgi Hercheliks ümber, et planeet Leverrieri nime õigustada. Lõpuks mängis vaidluse lõpetamisel rolli Tartu Tähetorni pikajaline juht Friedrich von Struve, kes tutvustas Le Verrieri poolt välja käidud Neptuuni nime omapoolse toetusega Peterburi Teaduste Akadeemiale. Peagi peale seda leidis see nimi rahvusvahelist tunnustust ning saavutati ka konsensus, et avastaja tiitel antakse Adamsile ja Le Verrierile mõlemale.
Tundub nagu loo lõpp? Tegelikult avastati 1999. aastal terve hulk kadunud (või äkki varjatud?) dokumente, mis paljastasid, et inglased jätsid mulje nagu oleks Adamsi roll Neptuuni avastamisel olnud suurem kui tegelikult. Kuigi enamus allikaid nimetavad Neptuuni avastajatena siiani Adamsit ja Le Verrieri mõlemat, siis osade arvates ei ole see päris õige. Avastaja au peaks saama see, kes arvutas planeedi asukoha välja kõige täpsemalt ning veenis astronoome seda otsima. Ehk siis Le Verrier. Viva la France!

Neptuun läbi Voyager 2 kaamera 1989. aasta möödalennul. 
Loo juures on tegelikult veel üks puänt. Nimelt on teada, et Neptuuni nägi oma algelises teleskoobis ka Galileo Galileo ning seda juba 1612. aasta lõpus ja 1613. aasta alguses. Vaadeldes parasjagu Jupiteri, visandas ta selle lähistel asunud arvatavaid tähti ning tänapäeval me teame, et üks neist "tähtedest" oli tegelikult Neptuun. Kuna aga legendaarne astronoom juhtus Neptuuni nägema ajal, kui selle liikumine taevavõlvil oli just parasjagu alustanud retrograadi (Maalt vaadates planeedi näiline liikumine kinnistähtede suhtes peatub ja pöördub aeglaselt vastupidiseks), siis arvati, et Galileo pidas seda lihtsalt täheks. 2009. aastal leidis Austraalia füüsik David Jamieson, et Galileo oli siiski Neptuuni liikumise kinnistähtede suhtes enda joonistuste põhjal tuvastanud. Mistahes põhjusel ei olnud astronoom aga sellest järeldanud, et tegemist on seniavastamata planeediga. Võib olla on see tagasivaadates isegi hea. Galileo teleskoop ja selle abil tehtud avastused tõid igal sammul talle kaela pahandusi kirikuga. Teatavasti määrati astronoom väite eest, et Maa tiirleb ümber Päikese elu lõpuni koduaresti. Kes teab mis oleks juhtunud, kui ta oleks ka veel sellise julge väite teinud, et kõigevägevam on loonud Päikesesüsteemi silmaga nähtavast suuremaks.
-----
Neptuun asub Päikesest 30 korda kaugemal kui Maa (4,3 miljardit kilomeetrit) ning sarnaselt teiste gaasihiidudega koosneb see peamiselt vesinikust ja heeliumist, kuid sisaldab suhteliselt suurtes kogustes erinevaid jäid - vett, ammoniaaki, metaani. Seepärast nimetatakse seda koos Uraaniga mõnikord ka jäähiiuks. Peamiselt kivist koosneva tuumaga on Neptuun Maast 17 korda massiivsem ning läbimõõdult neli korda suurem, mis teeb sellest tihedaima gaasiplaneedi Päikesesüsteemis. Neptuunil kulub ühe tiiru tegemiseks ümber Päikese 164,8 aastat ja ühe pöörde tegemiseks ümber oma telje 16 tundi 6minutit ja 38sekundit. Tänu oma suurele kaugusele Päikesest on Neptuun Päikesesüsteemi külmim planeet, mille atmosfääri ülemised kihid on vaid 55 kraadi üle absoluutse nulli (-218C) ja selle atmosfääris on mõõdetud Päikesesüsteemi tuulekiiruse rekord 580 kilomeetrit sekundis.
Pilved Neptuuni atmosfääris. Foto Voyager 2.
Neptuunil on teadaolevalt 14 kuud, millest konkurentsitult suurim on Triton. See avastati vaid 17 päeva peale planeeti inglise astronoom William Lasselli poolt. Triton pöörleb erinevalt teistest Neptuuni kuudest vastupidises suunas ehk retrograadis ning läheneb Neptuunile. Seepärast arvatakse, et tegemist on planeedi poolt millalgi minevikus oma orbiidile püütud kääbusplaneediga. Umbes 3,6 miljardi aasta pärast rebitakse Triton Neptuuni loodejõudude poolt tükkideks ning planeet saab endale uhke rõngasüsteemi. Elu Maal on selleks ajaks Päikese paisumisega ammu kadunud ning meie koduplaneet muutunud laavajärvedega kaetud kivipalliks ning on raske spekuleerida, kas või kes seda siis imetlemas on.
Neptuuni leiab praegu meie öötaevast Kalade ja Veevalaja tähtkujude piirilt, umbes 30 kraadi Jupiterist vasakul. Selle nägemiseks piisab ka suhteliselt väikesest teleskoobist, milles see näeb silmale välja nagu pisikene sinakas täht. Voyager 2 on ainus kosmosesond, mis on Neptuuni külastanud, sooritades selles möödalennu 1989. aastal. Kuigi plaane Neptuuni (ja Uraani) taaskülastamiseks on välja käidud mitmeid, ei ole neist ükski ideefaasist kaugemale jõudnud.

Neptuuni suurim kuu Triton. Fotomosaiik Voyager 2.

Neptuun läbi ESO teleskoobi Tšiilis. Foto tegemiseks kasutati adaptiivset optikat.

Hubble kosmoseteleskoobi foto Neptuunist, selle rõngastest ja lähematest kuudest.


kolmapäev, 22. september 2021

Sügisene pööripäev ja sügistaevas

Täna kell 22:21 jõuab Maa pöörlemistelg Päikese suhtes 0 kraadise kalde alla* ehk ekvaatoril paistab Päike seniidis ehk kätte jõuab sügisene pöörihetk. Sellega on astronoomiline suvi lõppenud ja alanud on osade poolt vihatud, teiste poolt jällegi armastatud sügis.

Kuigi mõnikord väidetakse, et pööripäeval (ööpäev, mis sisaldab pöörihetke) on kõikjal Maal päev ja öö sama pikkusega, ei ole see tegelikult päris õige. Sellel on kolm põhjust. Esiteks on pöörihetk kõigest hetk ja päev on pikad 24 tundi. Teiseks on päikesetõus defineeritud hetkena, mil päikeseketta ülemine osa muutub horisondil nähtavaks ning loojang hetkena, mil päikeseketta ülemine osa horisondi taha kaob. See tähendab, et ühest hetkest teiseni jõudmiseks kulub isegi pööripäeval mõni minut kauem (päikeseketta läbimõõdu jagu). Kolmandaks murrab Maad ümbritsev atmosfäär päikesevalgust, mis tähendab, et Päike muutub horisondil nähtavaks paar minutit enne kui ta seal reaalselt olema peaks ning püsib loojudes samal põhjusel kauem nähtavana. Nendel kolmel põhjusel saabub tõeline päeva ja öö pikkuste võrdsustumine (ekvinoktsus) erinevate poolkerade erinevatel laiuskraadidel pööripäevast mitu päeva varem (lõunapoolkeral) või hiljem (põhjapoolkeral). Eestis juhtub see näiteks 25. septembril. Seega nautigem veel neid viimast kolme päeva, mil veel valgus pimeduse üle võidutseb. See juhtub taas alles poole aasta pärast mõni päev peale kevadist pööripäeva (20. märts).

Soovides teada, et mida pimedast sügistaevast ka näha on, tasub tutvuda meie eelmise aasta sügistaeva ülevaatega. Kui taevasfääril omades rütmides rändavad planeedid (ja varjutused) välja arvata, siis tähtede ja muude nn. süvataeva objektide osas on aastad tõepoolest vennad. Nii on taaskord saabunud parim aeg vaadelda näiteks Andromeeda ja Kolmnurga galaktikaid, Linnutee helendavat riba ning selles leiduvaid arvukaid täheparvi, udukogusid ja planetaarudusid. Põhjataevas Suure Vankri ümbrus on aga täis kaugemaid galaktikaid ning veel ei ole hilja pilk peale mõnele heledamale kerasparvele. Meteoorivoolude poolest on sügis eriti rikkalik, tuues oktoobris meie taevasse drakoniidid ja orioniidid ning vastavalt novembri ja detsembri keskpaigas leoniidid ja geminiidid.
Sügistaeva ülevaate leiab meie kodulehelt (seda lehte tasub aeg-ajalt niisamagi külastada, kuna facebooki seinale postitatavad lood kipuvad olevat efemeraalset laadi): https://www.astromaania.ee/.../sugistaeva-ulevaade-2020...
*see ei tähenda, et Maa 23,5 kraadine pöörlemistelg oleks kuidagi muutunud. Kui talvisel pööripäeval on Päikese poole kaldu Maa lõunapoolus ja suvisel põhjapoolus, siis kevadisel ja sügisesel pööripäeval pole kumbki poolkera selles osas eelistatud.

esmaspäev, 20. september 2021

Andromeeda ja Kolmnurga galaktikad läbi Linnutee gaasipilvede

Kui kauged tähed, planeedid ja silmaga veel mingil määral nähtav Andromeeda galaktika välja arvata, tundub meie öötaevas must. Küll aga ei ole see sugugi nii, kui taevast pildistada eriti pikkade säriaegadega. See tähendab, et kogudes nõrka valgust tundide, päevade, nädalate ja isegi aastate kaupa. Antud 45 nurgakraadi* ulatuva foto tegemisele Andromeeda galaktika (ülal keskel) piirkonnast kulus Saksamaa astrofotograafil Stefan Ziegenbalgil kolm aastat (2018-2021) või õigemini kolm hooaega, kui antud taevaala kõige pimedam on. Tulemuseks foto, millele on jäädvustatud ülihõredad ja -nõrgad gaasipilved, mis hõljuvad kõikjal meie Linnutee galaktikas, läbi mille me 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel asuvat Andromeeda galaktikat (M31) nägema oleme sunnitud. Lisaks sellele meie kohaliku galaktikagrupi suurimale liikmele on foto vasakus nurgas näha Andromeeda ümber tiirlevat kolmandat kohalikku suurt spiraalgalaktikat nimega Kolmnurga galaktika (M33). Gaasipilvede värvid vastavad laias laastus nende koostisele vesinikust ja hapnikust, mis on alles jäänud ammuste tähtede surmast. Triivides vaikselt Linnutee kettas ringi, on lootust, et mingil hetkel muutub nende tihedus siin-seal piisavaks käivitamaks gravitatsioonilise kokkutõmbumise, mille tulemuseks on mõni uus täht või õigemini nende parv. Tänu nüüdseks surnud tähtede tuumaahjudele sisaldavad gaasipilved lisaks üldlevinud vesinikule ka suhteliselt palju raskemaid elemente, mis lubavad lisaks neist sündinud tähtedele moodustuda nende ümber ka Maa-sarnastel kivistel planeetidel ning keerukatel keemilistel ühenditel, mis on muuhulgas elu tekke eelduseks.

*üks nurgakraad on umbes kaks täiskuud üksteise kõrval ehk foto ülatus verikaalsuunas on kusagil 90 täiskuud
Tõeliselt suurelt näeb sama fotot siit: http://www.simg.de/nebulae3/and-lac-hbr.jpg?fbclid=IwAR2BG3TjYJus2jUpytUmsaR_nwdNzvrLrU7SdyGHKPf6SEL9iXJYfPRMoYg

kolmapäev, 15. september 2021

Miski põrkus planeet Jupiteriga

Ööl vastu eilset (13. september) jäädvustasid mitmed amatöörastronoomid heleda sähvatuse Jupiteri atmosfääri ülakihtides. Tegemist tõenäoliselt mõne suuremat sorti asteroidi või komeediga, mis planeeti tabas. Visuaalsel vaatlusel võib öelda, et maises mõttes oli tegemist tohutu plahvatusega. Seda lihtsal põhjusel, et Jupiter on väga-väga suur.

Valikut fotodest teiste taevavaatlejate poolt näeb siit: https://earthsky.org/.../impact-on-jupiter-september-13.../

Herbig Haro objekt HH111

Mõned nädalad tagasi pildistas Hubble kosmoseteleskoop uuesti (ja senisest paremini) objekti tähisega HH111, mis on üks enimtuntud näiteid niinimetatud Herbig-Haro objektist. Neid esimestena umbes samal ajal uurinud astronoomide George Herbigi (USA) ja Guillermo Haro (Mehhiko) järgi nime saanud moodustised tekivad, kui noored prototähed või äsjasüttinud tähed viskavad oma poolustelt suurel kiirusel välja kitsaid jugasid ioniseeritud gaasi - gaasi, mis on nii kuum, et selle aatomid on kaotanud oma elektronid ning muutunud elektriliselt laetuks (tavaoludes on aatomis võrdne arv positiivselt laetud prootoneid ja negatiivselt laetud elektrone). Liikudes sadu kilomeetreid sekundis põrkub gaas moodustuvat tähesüsteemi ümbritseva gaasi ja tolmuga, tekitades oma teel iseloomulikke poolkaarjaid lööklaineid. Kuigi jugade tekke täpne mehhanism ei ole veel päris selge, on tegemist tähe eluiga silmas pidades lühiajalise nähtusega, mis kestab vaid mõned kümned või sajad tuhanded aastad. Peale seda, kui äsjatekkinud täht on oma vahetu ümbruse tolmust ja gaasist materjalist puhastanud, lakkavad ka joad ning täht saab asuda nautima oma miljardeid aastaid kestvat suhteliselt rahulikku eluperioodi, mida nimetatakse peajadaks. Sellest tulenevalt peaks olema ka arusaadav, et miks Herbig-Haro objektid on meiesuguste universumi vaatlejate suhteliselt haruldased - selline vaatemänguline faas kestab tähtede eluiga arvesse võttes vaid hetke.

Hubble poolt nähtavas ja infrapunavalguses jäädvustatud HH111 asub meist 1360 valgusaasta kaugusel Orioni tähtkuju suunas paiknevas molekulaarpilves. Fotolt nähtavad gaasijoad, mille pikkus on umbes 2,6 valgusaastat, on tekitanud suhteliselt noor prototäht ehk täht, mis veel kogub endasse ümbritsevat materjali ning mille südames ei valitse tõenäoliselt veel piisavad tingimused tuumasünteesiks (prootonite liitumiseks heeliumituumadeks). Prototäht ise seetõttu veel mässitud tumedasse gaasi- ja tolmuketasse, milles tõenäoliselt juba moodustuvad või hakkavad peagi moodustuma tihedamad ainekogumid, millest saavad lõpuks planeedid. Vastasuundades kihutavad gaasijoad liiguvad kiirusega 300-600 kilomeetrit sekundis. Infrapunas ehk soojuskiirguses tehtud vaatlustega on avastatud, et lisaks heledatele jugadele purskuvad samast piirkonnast välja kaks palju tuhmimat juga, mis on teistega 61 kraadise nurga all. See annab mõista, et me oleme tunnistajaks mitte üksiku vaid pigem (vähemalt) kaksiktähesüsteemi sünnile.

esmaspäev, 13. september 2021

Astronoomiaklubi astrofoto: Andromeeda galaktika ehk M31

Reede õhtul võtsime ette ühe tõenäoliselt populaarseima süvataeva objekti pildistamise - Andromeeda galaktika ehk M31. Tegemist meist 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel asuva hiidspiraalgalaktikaga, mis sisaldab osade hinnangute põhjal kuni triljon tähte (miljon miljonit). Eriti palju leidub neid selle tihedas ja heledas tuumas, mida on uduse plekina näha isegi palja silmaga. Kusjuures Andromeeda ongi kaugeim veel inimsilmaga nähtav objekt meie taevas.*

Täissuuruses: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Andromeda_T%C3%B5rva.jpg

Andromeeda kuulub koos Linnutee ja Kolmnurga galaktikaga (M33) niinimetatud Kohalikku gruppi, kus on lisaks kolmele hiidgalaktikale mitmeid kümneid pisemaid kääbusgalaktikaid. Neist kahte on näha Andromeeda ümber tiirlemas ka meie fotolt. M32 asub fotol ülal ning suurem M110 all (paistab poolenisti).
Foto tegemiseks kasutasime Orion 8" Astrograph teleskoopi (203/800), SkyWatcher EQ6r-pro monteeringut, Starlight Xpress Lodestar gideerijat, Baader MPCC Mark III kooma korrektorit, Optolong L-Pro filtrit ja Nikon D5600 kaamerat. Tarkvaraks PHD2, DeepSkyStacker, PixInsight ja Photoshop.
Foto koosneb 72st valguskaadrist (ISO3200, 30x1min+42x1,5min=1h29min), kusagil 50st pimekaadrist ning umbes 30st tasavälja ja bias kaadrist.
*Osade allikate väitel on kaugeim silmaga nähtav objekt M33 ehk Kolmnurga galaktika, mis asub meist 2,73 miljoni valgusaasta kaugusel (meie eelmise aasta fotot sellest näeb kommentaarides). Selle nägemiseks palja silmaga on valgusreostuse tõttu meie planeedil alles jäänud veel väga vähe kohti.