Niebo nad głową. Wiosenna rewia planet

Można by sądzić, że cztery pory roku po równo dzielą rok między siebie. Byłoby tak, gdyby Ziemia obiegała Słońce ze stałą prędkością. Ale skutkiem eliptyczności ziemskiej orbity jest również niejednostajny ruch naszej planety. Zostało to odnotowane w drugiej z trzech zasad ruchu planet, sformułowanej w 1609 r. przez Johannesa Keplera, niemieckiego matematyka i astronoma. Co ciekawe, wcześniej pracując jako asystent słynnego Tychona Brahego, który bodajże za główny cel swych wnikliwych badań miał naukowe obalenie teorii kopernikańskiej, Kepler analizując wyniki obserwacji Marsa przez swego mistrza, doszedł do zgoła przeciwnych wniosków i właśnie na ich podstawie sformułował swoje prawa, zdecydowanie rozwijające heliocentryczną teorię Kopernika.

Drugie z praw Keplera stwierdzało, że „promień wodzący ze Słońca do planety zakreśla w jednakowych odcinkach czasu jednakowe pola”. Oznacza to, że gdy planeta jest w większej odległości od Słońca, porusza się wolniej niż wtedy, gdy jest bliżej. Wahania prędkości Ziemi zdają się być niewielkie, od 29,3 km/s w najdalszym punkcie orbity (aphelium) do 30,3 km/s w punkcie najbliższym Słońcu (peryhelium). Pierwsza z tych sytuacji ma miejsce latem, na początku lipca, druga – w pierwszych dniach stycznia. Stąd już jasny wniosek, że najwięcej czasu potrzebuje Słońce na pokonanie drogi pomiędzy punktami letniego przesilenia a jesiennej równonocy, dlatego lato trwa najdłużej, zaś zima wraz z szybszym Słońcem „przelatuje” najszybciej. I tak np. tegoroczna zima trwała 88 dni i 23,7 h, bliższa latu wiosna już 92 dni i 17,9 h, lato będzie trwać najdłużej, bo 93 dni i 15,7 h, a jesień znów tylko 89 dni i 20,5 h. Rozważania te dotyczą wyłącznie astronomicznych pór roku, liczonych konkretnymi położeniami Słońca na tle gwiazd, wynikającymi z corocznej wędrówki Ziemi wokół naszej dziennej gwiazdy.

Zanim przyjrzymy się bliżej wiosennemu niebu, zatrzymajmy się jeszcze chwilę przy astronomicznej spuściźnie Keplera. Pierwsze prawo Keplera, stwierdzające wprost, że „planety krążą wokół Słońca po orbitach eliptycznych, ze Słońcem w jednym z ognisk elipsy”, nie tylko potwierdzało tezę kopernikańską, ale uściślało ją w sensie geometrycznym, co oczywiście spotkało się z silnym oporem kół klerykalnych i wieloletnimi problemami astronoma z publikacją swych prac. Trzecie prawo, sformułowane 10 lat później, na skutek jeszcze głębszych analiz wyników badań ruchu planet, głównie z dorobku Brahego, zawierało już matematyczną formułę wiążącą okresy obiegu planet z ich średnimi odległościami od Słońca, jak się okazało słuszną nie tylko dla planet, co – w dziś stosowanej formie, uwzględniającej masy obiektów (uogólnione III prawo Keplera) – stanowi jedną z wygodnych metod określania odległości albo mas obiektów pozostających w ruchu obiegowym.

Gdyby nie planety, a czasem również inne, przewidywalne albo też mniej lub bardziej niespodziewane zdarzenia, corocznie niebo danej pory roku byłoby niezwykle podobne. Niewiele zmieniłby Księżyc, bo – zależne od położenia Słońca – kolejne jego fazy wypadałyby również w podobnych miejscach na tle gwiazd. To wielka różnorodność okresów ruchu obiegowego planet – od zaledwie 88 dni dla Merkurego do blisko 165 lat w przypadku Neptuna – jest źródłem największego zróżnicowania wyglądu nocnego nieba w kolejnych latach. Tak więc planety, zwłaszcza te jasne, mogą stanowić ozdobę lub, jak kto woli, burzyć charakterystyczne konfiguracje gwiazd danej pory roku.

Na obszarze nieba umownie nazywanym wiosennym, dominują trzy jasne gwiazdy układające się w wyraźny Trójkąt Wiosenny. Najjaśniejszą z nich jest Arktur z konstelacji Wolarza stanowiący górny wierzchołek trójkąta, zaś dwa razy ciemniejsza Spika z Panny 33° niżej i jeszcze nieco słabszy Regulus w Lwie to jego dolne, długie na 54° ramię. Cóż jednak, skoro kilkanaście stopni na zachód od Regulusa, tej wiosny błyszczy 20-krotnie od niego jaśniejszy Jowisz (patrz: mapka), a w czerwcu dołącza, jeszcze 10 razy jaśniejsza Wenus, Ale w przypadku tego gwiezdnego symbolu wiosny dzieje się tak permanentnie, bo dolne ramię tego trójkąta biegnie w pobliżu ekliptyki – linii, wzdłuż której na tle gwiazd porusza się nie tylko Słońce i Księżyc, ale również planety, i co rusz któraś z nich burzy regularny kształt wiosennego Trójkąta. W latach 2008–13 był to Saturn, przed rokiem Mars, a Jowisz gościć w nim będzie przez kolejne dwa lata.

Tegoroczne wiosenne niebo bogate jest w jasne planety. Zwłaszcza w pierwszej połowie maja, nawet nie dysponując żadnym instrumentem optycznym, mamy szansę zaobserwowania – nawet równocześnie – wszystkich planet dostrzegalnych gołym okiem. To najlepszy w całym roku okres widoczności Merkurego, który w związku z największym oddaleniem (elongacją), 21° na wschód od Słońca, w pierwszej dekadzie miesiąca zachodzić będzie prawie 1,5 h po zmierzchu, najjaśniejszy w pierwszych dniach maja. W tym samym czasie najdłużej podziwiać można Wenus, triumfującą tej wiosny na wieczornym niebie, zwłaszcza na przełomie kwietnia i maja, zachodzącą ponad 4 h po Słońcu; w czerwcu widoczna już krócej, za to jeszcze zauważalnie jaśniejsza. Jowisz wieczorami wznosi się najwyżej, a przed północą wschodzi Saturn. Jedynie Mars, stopniowo skracając czas swej widoczności, na przełomie maja i czerwca znika z wieczornego nieba, by jednak w pierwszych tygodniach lata pojawić się ponownie, ale tym razem nad ranem. Na razie mamy więc rewię kompletu jasnych planet na wieczornym niebie.

Ambitniejsi obserwatorzy, dysponujący przynajmniej lornetką, tej wiosny niech zapomną o Uranie i Neptunie. W szczególnie dobrych warunkach, na idealnie ciemnym niebie, teoretycznie można wprawdzie dostrzec Urana nawet gołym okiem, ale ta wiosna nie jest mu przychylna, bo już z początkiem kwietnia zachodzi niemal równocześnie ze Słońcem i choć w czerwcu pojawia się znów, 1–1,5 h przed świtem, to przecież niebo przełomu wiosny i lata nie jest całkiem ciemne, bo Słońce zbyt płytko zanurza się pod horyzont i jego rozproszone w ziemskiej atmosferze promienie nawet o północy lekko rozświetlają niebo. Polowanie na jeszcze ponad 6-krotnie ciemniejszego Neptuna, tym bardziej warto odłożyć, najlepiej na jesień.

Jan Desselberger

Trójkąt Wiosenny z Jowiszem