Maa asub afeelis

Eile, 6. juulil purunes teist korda samal nädalal mõõtmisajaloo kõrgeim registreeritud Maa keskmine temperatuur (+17,18C). Iroonilisel kombel asus samal päeval Maa Päikesest aasta kõige kaugemas punktis.

Meie planeedi teekond ehk orbiit ümber Päikese ei ole täiuslik ring, vaid see on pisut lopergune, tuues Maa oma kodutähele pool aastat keskmisest lähemale ja pool aastat keskmisest kaugemale. Sama kehtib praktiliselt iga orbiidil asuva taevakeha kohta Päikesesüsteemis ja sellest väljaspool, kuna matemaatilist täiuslikkust kohtab looduses harva. Kui Maa asub oma orbiidil Päikesele kõige lähemas punktis, nimetatakse seda periheeliks, kaugemas afeeliks.

Apsiidide (afeel, periheel) asetus Maa pööripäevade suhtes.

Eilne afeel ehk eestipäraselt päikesekaug tähendas, et Maa asus Päikesest (täpsemalt Maa keskpunkt Päikese keskpunktist) 152 093 250 kilomeetri kaugusel. Seda on peaaegu viis miljonit kilomeetrit enam kui 4. jaanuaril, mil Maa asus periheelis ehk Päikesele lähimas punktis. Protsentuaalselt on vahe 3,29% ning kui rääkida Maale langeva päikesekiirguse hulgast, siis eile sai Maa Päikeselt kusagil 7% vähem soojuskiirgust kui pool aastat tagasi.* Oleks meie planeet tühipaljas vaakumis tiirutav kivipall, võiksime me taolist soojushulga muutust isegi omal nahal tunnetada. Õnneks omab Maa atmosfääri, kus toimuvad erinevad protsessid (peamiselt kasvuhooneefekt, CO2-e, metaani, veeauru ja osooni osalusel) lubab atmosfääril soojust koguda isegi olukorras, kus sisend langeb. Natukene kasvuhooneefekti on vaieldamatult hea, kuid selle tasakaal õrn ja inimese käsi selle nihutamisel üha võimsam.

Väga lihtsustatud joonis kasvuhooneefekti mehhanismist Maa atmosfääri soojendamisel. Ilma kasvuhooneefektita oleks Maa keskmiseks temperatuuriks -18 kraadi. Eile mõõdeti selleks +17,18 kraadi. Võrdluseks - 20. sajandi keskmine temperatuur oli +13,9 kraadi.

Vastavalt saksa astronoomi Johannes Kepleri planeetide liikumist kirjeldavatele seadustele peab Maa Päikesele kaugemal asudes liikuma aeglasemalt kui sellele lähemal asudes (Kepleri teine seadus). Tõepoolest, Maa liigub praegu oma orbiidil kiirusega 29,3 kilomeetrit sekundis, mis on ligi 1 kilomeeter sekundis aeglasemalt kui pool aastat tagasi. See omakorda tähendab, et põhjapoolkera suvi on keskmiselt viis päeva pikem kui talv. Lõunapoolkeral on asi vastupidine.

Päikesest kaugemal asumine teeb ta meie taevas ka natukene väiksemaks. Kuigi see muutus on niisama silmaga nägemiseks liialt väike, saab seda näiteks kaamera abil hõlpsasti tõestada. Tehke näiteks ühe ja sama kaamera, objektiivi (teleskoobi) ja suurendusega Päikesest foto täna ja jaanuaris ning võrrelge hiljem päikeseketaste suhtelisi suurusi. Erinevus peaks olema märgatav.

Päikese nurkläbimõõdu muutus periheelis (vasakul) ja afeelis (paremal). Fotode allikas: Wikimedia commons, autor: Afdumitriu

*7% vahe peab paika eeldusel, et Päikese enda kiirgushulk vahepeal ei muutu. Kuna aga Päikese 11-aastane aktiivsusmaksimum on lähenemas (2025-2026), on see protsent võrreldes poole aasta taguse ajaga natukene madalam. Kui võrrelda Päikese aktiivsusmaksimume pikema aja vältel, siis näib, et ka saabuv maksimum saab olema keskmisest madalam - nii nagu see on olnud juba viimasel paari tsükli jooksul. Teisisõnu, meie Päike on olnud viimastel kümnenditel veidi rahulikum ja jahedam, kui näiteks pool sajandit tagasi.

Jaanipäeva aegu pööras James Webbi teleskoop oma lähi-ifrapunakiirgust jäädvustava NIRCam kaamera Päikesesüsteemi tõenäoliselt kõige kaunima ja tuntuma (peale Maa) planeedi Saturni suunas. Kuna selle rõngastatud gaasihiiu atmosfäär koosneb vesiniku ja heeliumi kõrval ka tugevalt soojuskiirgust neelavast metaanist*, paistab planeedi "pind" Webbi fotol harjumatult tume. Samas Saturni hiiglaslikud jäised rõngad säravad infrapunas võrdlemisi heledalt. Samuti on fotole selgelt jäänud Saturni kolm kuud - Dione, Enceladus, Tethys. Kokku on Saturnil tänase seisuga avastatud 124 kuud, millest küll valdavat enamust võiks iseloomustada kui mõne kilomeetrise läbimõõduga asteroide.

*metaani omadus neelata infrapuna ehk soojuskiirgust teeb sellest võimsa kasvuhoonegaasi, kuna näiteks Maa puhul kipub see (lisaks süsihappegaasile) planeedi pinnalt peegelduva soojuskiirguse enne tagasi kosmosesse hajumist kinni püüdma, soojendades seeläbi atmosfääri.

Euclid hakkab kaardistama universumi

Autor: Üllar Kivila

1. juulil Eesti aja järgi kell 18.12 startis USAst Canaverali neemelt SpaceX Falcon 9 kanderaketi pardal Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) kosmoseteleskoop Euclid*, mille ülesandeks on järgmise kuue aasta jooksul koostada kuni miljardist galaktikast koosnev kolmemõõtmeline kaart meile nähtavast Universumist. Mõnes mõttes on tegemist ühe teise ESA missiooni, Gaia, vennaga, mis kaardistab meie kodugalaktika tähtede asemel hoopis Universumi kõige kaugeimad objekte. Kuni 10 miljardi valgusaasta kaugusel olevate galaktikate uurimine on omajagu keerulisem ülesanne kui Linnutee tähtede kaardistamine ainuüksi seetõttu, et esiplaanil asuvatest tähtedest tuleb mööda vaadata ning galaktikad on palju mitmekesisema välimusega kui enamasti punktallikatena paistvad tähed.

Euclidi viimased ettevalmistused. Pildil on näha teleskoop koos selle kohal asuva päikesevarjukiga.

Viimane pilk Euclidile. 40 minutit pärast starti eraldus teleskoop kanderaketi ülemisest astmest ning asus teele Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti poole.

Põhiosa Euclidist moodustab 1,2 m läbimõõduga laia vaateväljaga teleskoop, mis võimaldab korraga vaadelda umbes poole ruutkraadi suurust ala taevast. Selle teleskoobi valgus suunatakse kahte instrumenti: nähtava valguse kaamera ning lähi-infrapuna spektro- ja fotomeeter. Esimene neist on oma 609 megapiksliga üks suurimaid praegu kosmoseteleskoopide pardal kasutuses olevaid kaameraid ning selle fotosid kasutatakse uuritavate galaktikate kuju ja struktuuri kaardistamiseks. Lähi-infrapuna instrument on umbes 3 korda väiksema lahutusvõimega, kuid sisaldab see-eest kolme erinevat infrapuna-värvikanalit, mille andmete põhjal mõõdetakse valguse punanihe, mis võimaldab hinnata galaktika kaugust.

Euclidi kuueaastase põhimissiooni käigus kaardistatakse ligi kolmandik kogu nähtavast taevast. Kaardistamata jääb ala, kus kaugeid galaktikaid varjab meie oma Linnutee ning meie Päikesesüsteemi planeetide tiirlemistasand.

Euclid asub kosmost vaatlema orbiidil Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti ümber, kus teda on seltsiks ootamas James Webbi ning Gaia kosmoseteleskoobid.

Galaktikate ruumijaotuse kaardistamine punanihke põhjal võiks olla Eesti astronoomiahuvilistele tuttav teema. Esmakordselt tegeles sellega palju vähemate andmete põhjal ning palju rohkema käsitöö abiga Tartu Observatooriumis Jaan Einasto juhitud töörühm. Just nemad nägid 1970ndatel esmakordselt Universumi „kärjestruktuuri“ – galaktikate koondumist parvedesse ning parvi ühendavatesse ahelatesse, nn filamentidesse. Tänapäeval teame, et see struktuur on moodustunud algselt ühtlasema jaotusega aine järk-järgulise gravitatsioonilise kokkukoondumise tulemusel, kuid selle protsessi üksikasjades on veel palju vastuseta küsimusi, millele Euclidi abiga loodetavasti vastuseid leiame. Põhiosa neist küsimustest on seotud tumeaine ja tumeda energiaga – kaks segadusseajavalt sarnast nimetust kahele üpris erinevale nähtusele. Esimene neist vastab küsimusele, miks paistavad galaktikad ja galaktikaparved olevat palju massiivsemad kui neis paistva nähtava aine koguse järgi olema peaks. Ilma tumeaine mõjuta poleks Universumi struktuur tänaseks jõudnud selliseks kujuneda, nagu me vaatlustega näeme. Tumeenergia on seevastu seniteadmata olemusega nähtus, mis põhjustab Universumi kiirenevat paisumist. Loodetavasti saame suure osa oma vaadeldava Universumi kaardistamisega nende nähtuste osas veidi suuremat selgust. Selliste suurte vaatlusprogrammide osas võib olulisemaid tulemusi oodata tõenäoliselt selle aastakümne lõpu poole.

* Euclid on inglise keelne versioon tuntud hellenistliku matemaatiku Eukleidese nimest. Eukleidest nimetatakse geomeetria isaks, tema u 300 eKr kirjutatud teos „Elemendid“ oli ülikoolides õpikuna kasutusel kuni 19. sajandini. Ka kõik tänapäeva kooliõpilased õpivad kuni keskkooli lõpuni Eukleidese geomeetriat, kuigi tema nime sealjuures sageli ei nimetata. Euclid uurib Universumi aine- ja energiajaotust, mis omakorda mõjutab kogu Universumi geomeetriat.

Marss UV-kiirguses

Nähtavas valguses paistab Marss meie silmadele punakas. Miski, mida saab kinnitada igaüks, kes taevas seda planeeti kasvõi niisama vaadelnud on. Antud kahel fotol, mille autoriks on alates 2014. aastast Marsi ümber tiirutav MAVEN nimeline kosmosesond, paistab "punane planeet" aga üsna värviline. Asi on selles, et MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) on Marssi jäädvustanud inimsilmale nähtamatus UV-kiirguses, mille erinevatele lainepikkuste vahemikele on illustreerimiseks antud erinevad punased, rohelised ja sinised toonid. Näiteks Marsil siin-seal tekkiv süsihappegaasi vine ja pilved paistavad sedasi valged või sinised, samas kui kõrgel atmosfääris tekkivat osooni (03) näeme me lillakana. Nii on näiteks vasakpoolsel fotol näha erkvalget Marsi polaarmütsi, mis sealse poolkera suves kahaneb ning parempoolsel fotol Marsi põhjapoolust katvaid pilvi ja õhukest osoonikihti.

Mosaiik Kuu tagaküljest

Viimased 14 aastat on Kuu ümber tiirelnud ja selle pinda kõrglahutuses pildistanud NASA Lunar Reconnaissance Orbiter ehk LRO. Allolev fotomosaiik Kuu "tagumisest" küljest koosneb kokku 14 tuhandest fotost.

Raketistart lennukilt

2021. aasta mais filmis fotograaf Andy Lin reisilennuki aknast kuidas Atlas V rakett startis Canaverali neemelt orbiidile. Rakett kandis USA õhujõu SBIRS Geo-5 satelliiti. 

Suvine pööripäev 2023

Täna, 21. juunil täpselt kell 17:57:47 jõuab kätte hetk kui Päikese ümber 23,5 kraadise pöörlemistelje kalde all tiirleva Maa asukoht on selline, et selle põhjapoolkera vaatab maksimaalselt Päikese poole. Teisisõnu jõuab kätte siinne suvine pöörihetk, mida sisaldavat ööpäeva tuntakse laialdases kõnepruugis suvisese pööripäevana. Ühtlasi saab sellega alguse astronoomiline suvi. Tänane päev on seega aasta pikim ja eelolev öö kõige lühem. Näiteks Eesti südames asuvas Paides kestab tänane päev 18 tundi ja 30 minutit, Tallinnas 11 minutit kauem ja Võrus 21 minutit vähem.

All kiire animatsioon Maa pööripäevade (ja võrdpäevsus ehk ekvinoktsiumite) tekkimisest Päikese ümber tiireldes. Lisaks lihtsustatud põhimõte sellest, kuidas Päike aasta jooksul tähistaeva taustal "rändab". Tegelikult rändame muidu hoopis meie Päikese ümber.

Sellest, et kuidas ja kui palju päeva ja öö pikkus Eesti erinevates nurkades erineb sai kirjutatud siin: https://www.astromaania.ee/.../lugeja-kusib-millisel...

Suveajas viibides umbes poole kahe ajal kätte jõudval astronoomilisel südapäeval särab Päike Eesti eri paigus 54 kuni 55 ja poole kraadi kõrgusel (lõuna pool kõrgemal, põhjas madalamal). Sellest kõrgemale enam ei saa. Kui me saaksime sellel ajal Päikese kuidagi nii ära varjata, et nähtavale ilmuksid selle tastal säravad kauged tähed, siis märkaksime, et Päike asub hetkel umbes Kaksikute, Veomehe, Sõnni ja Orioni tähtkujude ristumispaigas*. Ehk siis seal, kuhu kuue kuu pärast talvise pööripäeva südaöösel avaneb meile kõige pimedam, ja võiks öelda uhkeim, vaade.

*pseudoteadlastest astroloogid kipuvad aga väitma, et Päike asub hetkel hoopis Vähi tähtkujus - sellest halvasti informeeritud/aegunud andmete jäärapäisest kasutamisest tulenevalt tahavad nad ka väita, et näiteks eile ilmavalgust näinud inimesed sündisid kaksikutes ja täna sündivad inimesed vähis. Reaalsus näitab midagi muud.

Laguuni udu Amburis

Amburi tähtkujus meist umbes 5000 valgusaasta kaugusel asub udukogu, mida kutsutakse kataloogitähise M8 kõrval Laguuni uduks. Tegemist on läbimõõdult sadakond valgusaastat ulatuva hiiglasliku gaasi- ja tolmupilvega, mille sisemuses kukuvad teatud tihedamad osad iseenda gravitatsiooni mõjul kokku, kuumenevad ning süttivad viimaks uute noorte tähtedena. Kuna taolise gaasipilve kõige tihedamad ja seega massiivsemad osad on tavaliselt esimesed sellist protsessi läbima, on udukogude esimesteks tähtedeks massiivsed, kuumad ja suhteliselt lühiealised hiidtähed. Nende võimas valgus ja kiirgus kipub ümbritsevat udu endast eemale "puhuma", pärssides seeläbi oma läheduses teiste suuremate tähtede moodustumist. Väiksemad ja tihedamad gaasipilved jätkavad aga siin-seal kokkutõmbumist, ning neist saavad viimaks vähem-massiivsemad tähed. Kaugelt kõige arvukamad sellised tähed on punased kääbused, mida on raske isegi maailma suurimate teleskoopidega selliselt kauguselt näha.

Alloleval Hubble kosmoseteleskoobi fotol on umbes 15 valgusaastat lai Laguuni udukogu erivärviline* süda, mida valgustavad seest poolt eelmainitud kuumad, massiivsed ja heledad tähed, millest kõige võimsam on niinimetatud O-tüüpi tähtede hulka kuuluv Herchel 36. Meie Päikese heledust ületab see ligi 200 000 korda. Selle ja teiste võimsate tähtede soojus tekitab ümbritsevates jahedamates gaasipilvedes temperatuurierinevusi, mis panevad need pöörlema ja väänduma.

Fotolt on ka näha mitmeid pisikesi (tegelikult Päikesesüsteemist mitmeid sadu kordi laiemaid) tumedaid tolmutompe, mida kutsutakse Boki gloobuliteks. Ka nende sisemuses pressib gravitatsioon kokku uusi tähti, mis ei ole oma elus veel jõudnud selle tähtsa hetkeni, kus nende sisemuses hakkavad toimuma tuumaprotsessid. Kui see kord juhtub, paiskab noorte tähtede kiirgus enda ümbruse gaasist puhtaks ning sajadest miljarditest tähtedest koosnev Linnutee tervitab enda uusimaid liikmeid.

Laguuni udu tõuseb suveöödel Lõuna-Eestist vaid kusagil 7 kraadi kõrgusele lõunahorisondi kohale. Valged ööd teevad selle (nagu enamike süvataeva objektide) vaatlemise aga praktiliselt võimatuks. Tuhandeid kilomeetreid lõuna poole liikudes, kus ööd on pikemad ja pimedamad, võib väga heade vaatlustingimuste korral suurt ja heledat Laguuni udu isegi mingil määral silmaga näha.

*udukogu erivärvilisus tuleb antud juhul sellest, et Hubble pildistas seda läbi nelja erineva filtri, millest igale on määratud teatud värv. Iga filter laseb endast läbi vaid teatud kitsast lainepikkust, mida erinevad ergastatud elemendid kiirgavad. Nii saab fotot vaadates infot ka silmale suhteliselt ühtlaselt punakalt paistva udukogu koostise kohta.

Kuu lähivaates

Alloleval lingil saab zoomida ja ringi vaadata astrofotograaf Thierry Legaulti 150 megapikslisel fotol poolkuust. Kujutis koosneb tegelikult kümnest pisemast võttest, mis on mosaiigina kokku töödeldud. Fotode tegemiseks kasutas Legault Celestron C14 EdgeHD teleskoopi ja ZWO ASI1600MM kaamerat. Lahutusvõime lubab Kuu pinnal märgata umbes alates 400meetriseid kraatreid ja pinnavorme.

http://www.astrophoto.fr/moon_2016august_prodibi.html?fbclid=IwAR2n7qzQ6nD4LiFdVa17UnPU84cpHqyx40QR5L_DT6aY99EZX_HNycP05hg

PS: Kuu on fotol "tagurpidi", ehk selle lõunapoolus on üleval.

Astronoomifestival 2023

Avanenud on registreerimine selle suve kõige astronoomilisemale festivalile - Astronoomiafestivalile 2023. Viis päeva ja neli ööd (9.-13. august) ettekandeid teadlastelt ja teaduse populariseerijatelt, ühised teleskoobivaatlused, auhinnaline mälumäng, perseiidide tähesadu, õhtused kontserdid, töötoad ja palju muud. Seda kõike looduskaunis ja avaras Sokka puhkekeskuses Otepää lähistel, kus saab universumile mõtlemise kõrval sõita kanuuga, lasta vibu, saunatada ja supelda.

Registreerimisega tasub kiirustada, kuna erinevalt praktiliselt piiramatust telkimisruumist on majutuskohti lõplikul hulgal ning hinnad on madalamad enne astronoomilise suve algust 21. juunil. Üritus sobib tervele perele.

Kava ja registeerumine: https://festival.astronoomia.ee/

Esinejate ja tegevuste tutvustused ilmuvad jooksvalt facebooki ürituse lehele: https://fb.me/e/21jiqrRHE

Ürituse korraldajaks on Eesti Astronoomia Selts, toetavad Eesti Teadusagentuur, teleskoobid.ee ja Teaduskeskus AHHAA.

Palun jagage!