Początek astronomicznej zimy. Rok 2020 żegna się Wielką Koniunkcją

Rozpoczynająca się w poniedziałek (21 grudnia br.) zima 2020 "przywitała się" z obserwatorami tzw. Wielką Koniunkcją, która objawiła się pozornym spotkaniem dwóch dużych planet na nieboskłonie - Jowisza i Saturna. Majestatyczne gazowe olbrzymy znalazły się tak "blisko" siebie po raz pierwszy od dawna - poprzedni taki przypadek miał miejsce w 1623 roku. W tamtym czasie jednak obserwacje uniemożliwiały dzienne momenty pojawiania się na niebie (planet nie dało się u nas dostrzec). Ostatni zatem przypadek, kiedy taką koniunkcję można było obserwować miał miejsce w roku 1226, przy czym wtedy nikt nie znał jeszcze teleskopów.

Choć w rzeczywistości obie planety pozostają oddalone od siebie o blisko 800 mln km, to z ziemskiej perspektywy, na niebie niemal się stykają. W momencie szczytu koniunkcji Jowisza i Saturna dzieliło zaledwie ok. 6 minut kątowych sklepienia niebieskiego. Przykładowo, średnica tarczy Słońca i Księżyca to ok. 30 minut kątowych.

Skale rozdzielczości tarcz Jowisza i Saturna są zatem tak niewielkie, że ludzkie oko może mieć trudności z wychwyceniem linii podziału w przypadku tych dwóch obiektów (choć zależy to głównie od jakości widzenia). Za porównanie mogą posłużyć gwiazdy Mizar i Alkor obecne w załamaniu dyszla Wielkiego Wozu, które na niebie znajdują się od siebie około dwa razy dalej, ale nie wszyscy potrafią je dostrzec jako osobne punkty. W dawnych czasach w niektórych miejscach ich rozpoznanie służyło nawet jako test dobrego wzroku.

Jednocześnie cała obecna koniunkcja dotyczy obiektów, które same w sobie wyglądają spektakularnie na nocnym niebie, więc okazja jest tym bardziej wyjątkowa. Szczyt koniunkcji już wprawdzie minął, ale jeszcze przez kilka dni obie planety będą pokazywać się na niebie bardzo blisko siebie. Poszukiwać ich należy ok. godzinę po zachodzie Słońca nisko nad południowo-zachodnim horyzontem. Aby wychwycić bliskie spotkanie Jowisza z Saturnem, trzeba spojrzeć na niebo najpóźniej około godziny 17:30, gdyż potem obie planety chowają się za horyzontem.

Jako planeta położona znacznie bliżej Ziemi od Saturn, Jowisz wydaje się znacznie jaśniejszy. Jego jasność obserwowalna to -1,82 magnitudo (im mniej, tym lepiej widoczne). W przypadku Saturna jest to 0,63 magnitudo.

Nałożenie się tarcz Jowisza i Saturna powoduje, że mogą być symbolicznie postrzegane w tym roku jako wigilijna "pierwsza gwiazdka". Co ciekawe, jest to zresztą wątek hipotez dotyczących historycznej Gwiazdy Betlejemskiej - koniunkcja Jowisza z Saturnem miała bowiem miejsce także w 7. roku przed naszą erą i z pewnością nie umknęła uwadze ówczesnych badaczy nieba.

Samo pojęcie koniunkcji odnosi się do specyficznego ułożenia ciał niebieskich w osi względem przyjętego punktu odniesienia (w tym przypadku, obserwatora na Ziemi).

Tegoroczna zima to jednak nie tylko koniunkcja. Do 20 marca, czyli do samego jej końca na naszej szerokości geograficznej panują najniższe temperatury i najdłuższe noce. Już wcześnie wieczorem pojawiają się gwiazdy, co sprzyja obserwacji nieba.

Oprócz Jowisza i Saturna (zachodzących dość wcześnie w ciągu wieczoru), można dostrzec też jasnego Marsa, który jednak będzie stopniowo tracił blask. Na przełomie stycznia i lutego 2021 będzie można też zobaczyć Merkurego, a nad ranem do stycznia dostrzeżemy Wenus.

Naturalnie będą też widoczne majestatyczne gwiazdozbiory - patrząc na niebo na początku stycznia około godziny 20:00, można nad południowo-wschodnim horyzontem zauważyć wyróżniający się gwiazdozbiór Oriona, którego jasne składowe układają się w schematyczną sylwetkę człowieka, a trzy z nich są ułożone blisko siebie jako tzw. Pas Oriona (ze znajdującą się nieopodal piękną mgławicą). Na lewo poniżej konstelacji Oriona, ale bliżej horyzontu, zobaczymy najjaśniejszą gwiazdę nocnego nieba - Syriusza (w konstelacji Wielkiego Psa).

Po przeciwnej stronie, nad północno-zachodnim horyzontem świecić będą jasne gwiazdy Wega oraz Deneb. Z kolei nad północno-wschodnią częścią horyzontu będziemy mogli wypatrzeć kształt Wielkiego Wozu, który gwiazdozbiorem nie jest (należy do konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy). Określa się go mianem asteryzmu - termin ten oznacza charakterystyczny układ gwiazd na niebie nie znajdujący się wśród oficjalnie uznanych gwiazdozbiorów. Wysoko na niebie świecić natomiast będzie gwiazdozbiór Kasjopei, łatwy do rozpoznania ze względu na ułożenie dość jasnych gwiazd w literę W (lub M). Podążając wzrokiem w dół, wzdłuż jednego z "ramion" tak nakreślonej litery możliwe jest odnalezienie gwiazdozbioru Andromedy z ulokowaną nieco powyżej dużą galaktyką (M31) sąsiadującą z naszą własną, Drogą Mleczną.

Pozostałe interesujące zjawiska astronomiczne zimy (i nie tylko) można poznawać z wykorzystaniem bezpłatnego „Almanachu astronomicznego na rok 2021”, wydanego niedawno przez Polskie Towarzystwo  Astronomiczne - dostępny jest pod tym adresem oraz w usłudze Google Play. Do identyfikowania obiektów na niebie przydatne są też aplikacje mobilne (darmowe i płatne) oraz programy komputerowe, na przykład polecane przez wielu miłośników astronomii darmowe Stellarium.

Wraz z początkiem astronomicznej zimy Słońce przechodzi przez punkt Koziorożca. Oznacza to, że góruje w zenicie na zwrotniku Koziorożca, czyli najdalej wysuniętej na południe szerokości geograficznej, dla której jest to możliwe. Konsekwencją tego jest najmniejszy kąt padania promieni słonecznych w południe dla półkuli północnej, a więc i dla Polski.

To właśnie gorsze warunki oświetlenia są przyczyną niższych temperatur (krótszy dzień, dłuższa noc i niższa wysokość Słońca nad horyzontem). Powodem nie są jednak zmiany odległości Ziemi od Słońca, gdyż są one względnie niewielkie – przy średniej odległości Ziemia-Słońce wynoszącej ok. 150 mln kilometrów różnica w punkcie najbliższym i najdalszym wynosi jedynie około 5 milionów kilometrów (co ciekawe, najbliżej Słońca, czyli w peryhelium nasza planeta jest wtedy, gdy u nas panuje zima, a najdalej, czyli w aphelium - gdy u nas jest lato). Przechodząc przez peryhelium Ziemia znajduje się w odległości 147,1 mln km (0,9833 au) od Słońca, tj. 2,5 mln km bliżej niż średnia odległość pomiędzy tymi ciałami. Ma to miejsce zazwyczaj pomiędzy 2 a 4 stycznia i co roku przypada w nieco innym momencie.

Przyczyną zmian pór roku jest natomiast nachylenie osi obrotu Ziemi do płaszczyzny orbity. W połączeniu z ruchem obiegowym dookoła Słońca powoduje to właśnie wspomniane zmiany.

Opracowanie: PAP/S24