Delta mi!

Zaczął się ostatni kwartał 2019 roku. Przed nami jeszcze jego trzy miesiące, z długimi nocami i krótkimi dniami. Niestety w tym czasie pogoda bardzo często nie sprzyja obserwacjom, dlatego należy wykorzystywać wszelkie chwile rozpogodzeń...

W Delcie 7/2018 pisaliśmy o "metodach produkcji" różnych pierwiastków, od lekkich - niezbędnych do podtrzymywania procesów życiowych - do bardzo ciężkich, wykorzystywanych przez naszą cywilizację w technologii. Dzięki nowym obserwacjom związanym z emisją i detekcją fal grawitacyjnych gromadzimy obecnie coraz więcej dowodów na to, że pierwiastki cięższe od molibdenu powstają w bardzo specyficznym otoczeniu ekstremalnie neutrononadmiarowych jąder atomowych bombardowanych przez szybko poruszające się swobodne neutrony.

W 101 rocznicę odzyskania przez Polskę państwowości, 11 listopada 2019 r., na tle Słońca przez kilka godzin będzie można dostrzec małą plamkę. Nie będzie to jednak plamka powstała wskutek zwykłej aktywności słonecznej. Tym razem nie ma ona nawet bezpośredniego związku ze zjawiskami zachodzącymi w fotosferze naszej Gwiazdy Dziennej. Przed tarczą słoneczną przejdzie planeta Merkury...

Dziewiąty miesiąc roku jest kolejnym, w którym dnia szybko ubywa. Na początku września Słońce góruje wciąż bliżej zenitu niż horyzontu, przebywając na nieboskłonie przez ponad 13,5 godziny, lecz do jego końca wysokość ta zmniejsza się o około do mniej więcej a dzień skróci się poniżej 12 godzin. Słońce przetnie równik niebieski w drodze na południe, rozpoczynając na naszej półkuli Ziemi astronomiczną jesień 23 września o godzinie 9:50 naszego czasu. Jednak ze względu na refrakcję atmosferyczną faktyczna równonoc nastąpi u nas 2-3 dni później.

W sierpniu 2017 roku astronomowie "grawitacyjni" (skupieni w zespołach LIGO i Virgo) zaobserwowali pierwszą bezpośrednią detekcję fal grawitacyjnych emitowanych podczas połączenia się dwóch gwiazd neutronowych w układzie podwójnym. Wydarzenie to, oznaczone GW170817, było początkiem astronomii wieloaspektowej z udziałem detektorów fal grawitacyjnych, ponieważ falom grawitacyjnym towarzyszyły fale elektromagnetyczne, m.in. błysk gamma. Dokładna lokalizacja sygnału na niebie dostarczona przez LIGO i Virgo umożliwiła ponad 70 teleskopom obserwacje poświaty zdarzenia w świetle optycznym, promieniach rentgenowskich, radiowych i innych.

Na Marsie długość doby zbliżona jest do długości doby ziemskiej. Jednak ludzie, którzy przybędą na czerwoną planetę, będą potrzebowali specjalnego kalendarza w celu powiązania rachuby czasu z widomym ruchem Słońca. Związane jest to z koniecznością liczenia dłuższych odstępów czasu, które, tak jak na Ziemi, można nazwać tygodniami, miesiącami i latami. Ludzie na Marsie będą mieli do dyspozycji dwa kalendarze: miejscowy marsjański oraz ziemski. Jaki powinien być kalendarz marsjański? Poniżej zaproponuję jedną z jego wersji.

Sierpień to pierwszy miesiąc po przesileniu letnim, z bardzo wyraźnie skracającymi się dniami i wydłużającymi nocami. W jego trakcie wysokość górowania Słońca obniży się o ponad a długość przebywania nad widnokręgiem w środkowej Polsce skróci się o prawie dwie godziny. Wraz z początkiem miesiąca kończy się w Polsce sezon na obserwacje łuku okołohoryzontalnego i obłoków srebrzystych. Jak co roku w sierpniu maksimum swojej aktywności mają meteory z roju Perseidów, lecz w tym roku ich obserwacje popsuje Księżyc w fazie bliskiej pełni, przyćmiewając większość z nich.

Masa Drogi Mlecznej jest jedną z najbardziej istotnych wielkości, jakie astronomowie mogą wyznaczyć. Pomimo dziesięcioleci intensywnego wysiłku otrzymane szacunki masy Drogi Mlecznej różnią się znacząco, wahając się od 500 miliardów do 3 bilionów mas Słońca

Zaczęła się druga połowa 2019 roku. Lipiec to pierwszy miesiąc z wyraźnie skracającymi się dniami i wydłużającymi nocami. W trakcie miesiąca Słońce przejdzie przez gwiazdozbiór Bliźniąt, kończąc lipiec w środku gwiazdozbioru Raka, obniżając przy tym deklinację z 23 do Wskutek tego dzień skróci się o ponad godzinę, do 15,5 godziny ostatniego dnia miesiąca...

W sierpniu 2017 roku detektory LIGO i Virgo zarejestrowały fale grawitacyjne powstałe podczas zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych. Gwiazdy neutronowe to bardzo gęste obiekty o masie porównywalnej do masy Słońca, ale o średnicy przeciętnego miasta a przez to gęstsze od jąder atomowych. Zderzenie nastąpiło w odległości "jedynie" 130 milionów lat świetlnych od naszej Galaktyki (40 milionów parseków), w konstelacji Hydry.

Czerwiec to miesiąc najdłuższych dni i najkrótszych nocy w ciągu roku. Na początku trzeciej dekady, dokładnie 21 czerwca o godzinie 17:54 naszego czasu, Słońce przejdzie przez najbardziej na północ wysunięty punkt ekliptyki, rozpoczynając na półkuli północnej astronomiczne lato. Od tego momentu dnia zacznie ubywać, a proces ten potrwa aż do początku zimy...

Tak zwana ciemna materia jest jedną z największych zagadek nie tylko współczesnej astronomii, ale także fizyki. Jest potrzebna do wyjaśnienia obserwacji astronomicznych, na przykład krzywych rotacji galaktyk, które kręcą się tak, jakby znajdowały się w potencjale grawitacyjnym tworzonym przez coś więcej niż tylko widoczną, świecącą materię gwiazd i gazu. Ciemna materia z definicji nie emituje fal elektromagnetycznych, oddziałuje natomiast grawitacyjnie...

Czy przestrzeń kosmiczna jest rzeczywiście pusta? Niestety nie. Podobnie jak powierzchnię Ziemi, wodę i powietrze, kosmos wokół Ziemi okupują większe i mniejsze wytwory ludzkiej cywilizacji. Każdy satelita, sonda kosmiczna i załogowa misja wytwarza duże ilości kosmicznych śmieci. Wokół Ziemi krąży obecnie wiele tysięcy satelitów różnego przeznaczenia: telekomunikacyjnych, naukowych i wojskowych. Jednocześnie w przestrzeni okołoziemskiej znajduje się ponad pół miliona sztuk śmieci kosmicznych o rozmiarach od 1 cm do 10 cm, które sprawiają, że średnio co roku niszczony jest jeden satelita.

Czy przestrzeń kosmiczna jest rzeczywiście pusta? Niestety nie. Podobnie jak powierzchnię Ziemi, wodę i powietrze, kosmos wokół Ziemi okupują większe i mniejsze wytwory ludzkiej cywilizacji. Każdy satelita, sonda kosmiczna i załogowa misja wytwarza duże ilości kosmicznych śmieci. Wokół Ziemi krąży obecnie wiele tysięcy satelitów różnego przeznaczenia: telekomunikacyjnych, naukowych i wojskowych. Jednocześnie w przestrzeni okołoziemskiej znajduje się ponad pół miliona sztuk śmieci kosmicznych o rozmiarach od 1 cm do 10 cm, które sprawiają, że średnio co roku niszczony jest jeden satelita.

Od końca XIX wieku fizycy usiłują wyjaśnić obserwowana częstość występowania pierwiastków chemicznych w Przyrodzie. Poszukiwania korelacji rozpowszechnienia pierwiastka z jego miejscem w układzie okresowym zakończyły się niepowodzeniem, którego przyczyna stała się jasna po odkryciu jądra atomowego i jego składników.

Wielkie przeglądy nieba ukazują lokalny Wszechświat o strukturze siatki - lub raczej pajęczyny będącej dziełem pijanego pająka. W strukturze tej obszary o dużych zagęszczeniach galaktyk (ogólniej, materii świecącej) przedzielone są tu i ówdzie rejonami całkowitej pustki. Ale Wszechświat nie zawsze tak wyglądał. Obserwacje mikrofalowego promieniowania tła (cosmic microwave background, CMB) pochodzącego z okresu około 380 000 lat po Wielkim Wybuchu przedstawiają młody Wszechświat jako prawie jednorodny. Naturalnie więc rodzą się pytania. Jak i kiedy wielkoskalowa struktura Wszechświata zaczęła się formować? Jakie czynniki miały największy wpływ na jej ewolucję? Jak ta ewolucja w ogóle przebiegała?

Kwietniowe noce są coraz krótsze, zatem na obserwacje gwiazd i innych niewidocznych w dzień ciał niebieskich zostaje coraz mniej czasu. Na początku kwietnia Słońce w środkowej Polsce pojawia się na nieboskłonie około godziny 6:18 (po zmianie czasu na letni) i schodzi z niego o godzinie 19:15; natomiast ostatniego dnia miesiąca wschód Słońca następuje kwadrans po godzinie 5, a zachód - po godzinie 20. Jak łatwo policzyć, przez miesiąc dnia przybywa o ponad 2 godziny.

Supernowa to zjawisko kataklizmiczne, związane ze śmiercią pewnych rodzajów gwiazd. Jak wskazuje nazwa, jest "czymś więcej" niż nova, którą to nazwą astronomowie oznaczają nowy obiekt na nieboskłonie (np. nowe karłowate to układy podwójne, w których następuje akrecja na powierzchnię białego karła, co powoduje wybuchy znacznie zwiększające jasność układu). Supernowa jako obiekt badań została wprowadzona do astronomii przez Waltera Baade i Fritza Zwicky'ego w 1931 roku.

Widmo spektroskopowe światła widzialnego - szerzej znane jest jako… tęcza. Na pozornie białe światło słoneczne składa się cała paleta barw - od czerwonego do fioletowego. Ale czym tak naprawdę są te kolory? To sposób, w jaki nasz mózg interpretuje różne długości fali promieniowania elektromagnetycznego (światła). Czerwony kolor to najdłuższe fale, jakie potrafi rejestrować nasze oko, a fioletowy to te najkrótsze.

Już od XIX wieku wiadomo, że każdy pierwiastek układu okresowego emituje i absorbuje światło tylko na określonych długościach fali (patrz artykuł powyżej). Astronomowie zauważyli jednak, że dla gwiazd i galaktyk linie widmowe często są przesunięte w stosunku do tych laboratoryjnych, mimo że odległości pomiędzy poszczególnymi liniami pozostają niezmienne. Dla większości galaktyk przesunięcie to następuje w kierunku dłuższych długości fali, czyli w stronę koloru czerwonego. Dlatego zjawisko to nazwano przesunięciem ku czerwieni (redshift). W astronomii często jest oznaczane literą z.

Trzeci miesiąc roku zacznie się dobrą widocznością Merkurego na niebie wieczornym. Pierwsza planeta od Słońca pod koniec lutego oddaliła się od niego na ponad i dąży do koniunkcji dolnej, przez którą przejdzie w połowie marca. Początkowo Merkury, godzinę po zmierzchu, zajmie pozycję na wysokości około nad zachodnią częścią widnokręgu. Planeta pozostanie widoczna przez pierwszy tydzień marca, stopniowo słabnąc od do W tym samym czasie tarcza planety zwiększy średnicę z 8 do 9", zmniejszając przy tym fazę z 36 do 12%.

Dwadzieścia lat temu naukowcy zdali sobie sprawę, że Wszechświat nie tylko się rozszerza (to było wiadomo od pierwszej połowy XX wieku, z obserwacji Vesto Sliphera i Edwina Hubble'a), ale że proces ten przyśpiesza. Za obserwacje udowadniające ekspansję Wszechświata Saul Perlmutter, Brian Schmidt i Adam Riess dostali w 2011 roku Nagrodę Nobla.

W galaktykach spiralnych, do których zaliczamy Drogę Mleczną, gwiazdy w dysku krążą wokół centralnie położonego jądra, a ich rozmieszczenie w ramionach spiralnych odpowiada za charakterystyczny kształt tych obiektów. Ciągle zachodzące procesy gwiazdotwórcze zawdzięczają swą aktywność obłokom gazu i pyłu, a populacja młodych gwiazd nadaje tym obiektom kolor niebieski. Natomiast orientacja orbit gwiazd w galaktykach eliptycznych jest prawie izotropowa, nadając im kształt trójosiowych elipsoid. Obiekty te są niemal pozbawione gazowych obłoków i mają szczątkową aktywność gwiazdotwórczą. Dominująca w nich populacja starych gwiazd odpowiada za ich czerwoną barwę.

W rozszerzającym się wszechświecie prędkość niezwiązanego grawitacyjnie obiektu jest wprost proporcjonalna do odległości tego obiektu od obserwatora: pod warunkiem, że odległość między obserwatorem a oddalającym się obiektem nie jest przesadnie duża. To oparte na obserwacjach astronomicznych stwierdzenie znane jest pod nazwą prawa Hubble'a i uznawane za jedno z największych osiągnięć astronomii i fizyki XX wieku. Współczynnik proporcjonalności to stała Hubble'a mówiąca o tym, jak szybko rozszerza się obecnie wszechświat.