Onko Kuun radalle tapahtumassa jotakin omituista?

Viimepäivinä tiedotusvälineet ovat kertoneet uutista, jonka mukaan Kuun radan muutoksista johtuisi merien vuoksiaaltojen korkeuden kasvua ja se yhdistettynä ilmastonmuutoksen aiheuttamaan merenpinnan nousuun johtaisi odottamattomiin tulviin. Artikkelit olivat hyvin sekavan tuntuisia ja ne pohjautuivatkin NASAn yhtä sekavaan tiedotteeseen yhden tutkijaryhmän saamista mallinnustuloksista. Mistä siis oli loppujen lopuksi kysymys?

Täysikuun ja uusikuun aikaan vuorovesi on korkein.

 

Uutisessa oli kysymys kahdesta eri ilmiöstä, joiden yhteisvaikutuksesta on kyse. Ensimmäinen näistä ilmiöistä on merenpinnan nousu, joka aiheutuu osittain jäätiköiden (mm. Grönlannissa ja Antarktiksella) sulamisesta ja meriveden pintaosien lämpölaajenemisesta. Lisäksi juttuun liittyy myös paikallisia mannerlaattojen nousua ja laskua jäätiköiden aiheuttaman kuormituksen vähenemisestä johtuen. Tätä aihetta on käsitelty julkisuudessa hyvin usein ja sen mekanismi tunnetaan suhteellisen hyvin. Näin ollen en paneudu tässä artikkelissa tähän asiaan enempään.

Sitten se toinen ilmiö, ja lehtiartikkelien sekava osa. Niistä sai sellaisen kuvan, että Kuun radassa tulisi tapahtumaan jotain ennen näkemätöntä ja kokematonta. Tällaista muutosta Kuun radalle kuitenkaan ei ole tulossa, vaan avaruuden seuralaisemme kiertää tukevasti omalla radallaan kuten tähänkin asti.

Kuun etäisyys vaihtelee lyhimmästä pisimpään yhden kuukauden aikana. Pisin tai lyhin etäisyys ei kuitenkaan ole aina sama, vaan se määrittyy monen eri tekijän summana.

 

Kuun rata on matemaattisesti hyvin monimutkainen juttu ja siihen vaikuttaa monet eri tekijät ja ilmiöt. Yksi näistä ilmiöistä on Kuun radan nousevan solmupisteen länsisuuntainen kiertyminen. Nouseva solmu tekee yhden kierroksen maapallon ympäri noin 18,61 vuodessa, joka oli muistettu kertoa myös mainituissa lehtiartikkeleissa. Ilmiönä tai asiana tämä solmupisteen kiertyminen ei ole mitenkään uusi, sillä se on ollut tunnettu jo kolmisen sataa vuotta.

Jotta ymmärtäisimme asian, meidän tulee ajatella Kuun rataa, Maata ja Aurinkoa kolmiulotteisena järjestelmänä. Kuun rata on soikea ja sen ratataso poikkeaa Maapallon ratatasosta (ekliptikasta). Kohta, jossa Kuun rata tuo sen ekliptikan pohjoispuolelle on nouseva solmu. Jos maapallo ja Kuu olisivat ideaalisia massapisteitä täysin tyhjässä avaruudessa, Kuun rataellipsissä ei tapahtuisi mitään muutoksia. Mutta kun näin ei ole, niin monista muutoksista yksi on solmupisteen sijainnissa tapahtuva muutos. Toisin sanoen, rataellipsi kiertyy maapallon ympäri ja yhteen kierrokseen kuluu aikaa jo mainittu 18,61 vuotta. Tämä jakso tunnetaan myös Sarosjaksona. 

Matemaattisesti tarkasteltuna Kuun rata on hyvin monimutkainen. Tämän kuva yrittää havainnollistaa sitä, kuinka monta erilaista tekijää täytyy ottaa huomioon ratalaskuissa. Kuvassa nouseva solmupiste on merkitty DN -kirjaimilla.

 

Kuu aiheuttaa maapallolla vuorovesi-ilmiön omalla gravitaatiollaan. Vuoroveden korkeus riippuu monien muiden tekijöiden lisäksi Kuun etäisyydestä Maasta. Vuoroveden korkeus olisi noin 1 metri, jos mantereita ei olisi ja maapallon meri olisi syvä. Aurinko aiheuttaa myös vuorovesi-ilmiön, vaikka sen vuoksiaallon korkeus on vain noin 1/2 Kuun aiheuttamasta vuoksiaallosta.

Kun Aurinko ja Kuu ovat joko samalla puolella (uusikuun aikaan), tai vastakkaisilla puolilla (täysikuun aikaa) maapalloa, tapahtuu mielenkiintoinen ilmiö. Tällöin on tulvavuoksi, koska molempien kappaleiden aiheuttamat vuorovesiaallot yhdistyvät ja muodostavat tavallista korkeamman vuoksiaallon.

Sarosjakson aikana Kuun rataellipsin isoakseli on saman suuntainen Aurinko–Maa -linjan kanssa kaksi kertaa silloin, kun Auringon ja Maan välinen etäisyys on lyhin tammikuussa tai pisin heinäkuussa. Tällöin tammikuun tulvavuoksi on tavallista korkeampi, ei paljoa mutta kuitenkin sen verran, että sillä on vaikutuksensa matalilla rannikkoseuduilla. Ja merenpinnan noustua, nämä vaikutukset summautuvat ja vuoksen aiheuttamia tulvia voivaan nähdä tavallista laajemmilla alueilla. Nasan tutkijat pyrkivät varoittamaan juuri tästä asiasta epäonnistuneessa ja sekavassa tiedotteessaan.

Mitä sitten tulee tulevaisuudessa tapahtumaan, riippuu paljolti siitä, kuinka paljon merien pinnat kohoavat. Merien pinnan kohoamisesta on esitetty erilaisia ennusteita ja laskelmia, mutta toteutuvatko ne ja kuinka hyvin, onkin sitten jo kokonaan toinen juttu. Sen sijaan Kuun etäisyys maapallosta voidaan laskea ja niin teinkin tästä päivästä vuoteen 2070 asti.

Ensi tammikuussa (2.1.2022) uusikuun etäisyys on vain 358 034 km, joka siis merkitsee tavallista korkeampaa tulvavuoksea. Tämä onkin sitten korkein tulvavuoksi vähään aikaan, sillä seuraava tätäkin korkeampi tulee olemaan vasta 3.1.2045, jolloin on täysikuu ja Kuun etäisyys on 357 579 km. Lasketun aikajakson sisällä uusikuu 4.1.2049 tapahtuu Kuun ollessa vain 356 821 km etäisyydellä, ja vielä 4.1.2053 tapahtuva täysikuu 357 809 km etäisyydellä mahtuu joukkoon. Nämä kaikki ajankohdat ovat siis sellaisia, jolloin on joko supertäysikuu tai superuusikuu.

Sitten on koko joukko uusikuita ja täysikuita, jolloin tammikuun alussa Kuun etäisyys Maasta ei mahdu ”super”-määritelmään mutta etäisyys on keskimääräistä lyhyempi. Näitä vuosia ovat 2026, 2030, 2037, 2041, 2057, 2061 ja 2068. Nämä ajankohdat ovat sen verran kaukana tulevaisuudessa, että merien korkeudet ovat kasvaneet jo merkittävästi ja tulvavuoksien korkeudet ovat merkittävästi suurempia kuin nykyisin vastaavassa tilanteessa.

 

 

Kuinka harvinainen ”superkuu” todellisuudessa on?

"Superkuun" ja "hypokuun" välinen näennäisen koon ero
paljastuu valokuvaamalla. Kuvassa esitetyt etäisyydet
ovat toposentrisiä, eli Kuun ja havaitsijan väliset
todelliset etäisyydet kuvaus hetkellä.
Kuva © Kari A. Kuure.

Tänä vuonna ”superkuu” on ollut medioissa todellinen hype. Lähes kaikki mahdolliset tiedotusvälineet ovat asiasta uutisoineet. Uutisointi tosin on ollut hyvin rajallista ja jutut lähes toistensa kopioita. Tiedotusvälineiden mukaan tällä kertaa koettiin äärimmäisen harvinainen ilmiö, joka toistuu vasta 26.11.2034 (UT aikaa). Onko näin?, joten päätin sitä hieman tutkia!

Tällä kertaa ”superkuu”, eli täysikuun ja Kuun radan perigemiumin ajallinen ero oli vain hieman yli 2 tuntia. Tulevina vuosian ajallinen ero on jonkin verran pitempi, mutta vaikuttaako se ja kuinka paljon Kuun näkymiseen?

Asiaa täytyy tarkastella Maan ja Kuun välisen etäisyyden ja ennen kaikkea Kuun näennäisen koon huomioon ottaen. Koska etäisyys on pieni, niin myös havaitsijan paikka maanpinnalla vaikuttaa Kuun näennäiseen kokoon. Tästä päästään eroon jos lähtökohdaksi otetaan Maan ja Kuun välinen geosentrinen etäisyys ja tästä laskettu näennäinen koko. Näennäinen koko toteutuu havaitsijalle, joka näkee täysikuun keskitaivaalla, zeniitissä.

Helpoimmin tulevien vuosien välinen vertailu onnistuu taulukkomuodossa. Alla olevaan taulukkoon kokosin kaikki ne täysikuut, joiden näennäinen koko on yli 33 kaariminuuttia.

Päivämäärä	Geosentrinen etäisyys [km]	Näennäinen koko [kaariminuuttia]
14.11.2016	356 520	33,52
14.12.2016	359 447	33,24
3.12.2017	357 983	33,38
2.1.2018	356 602	33,51
31.1.2018	360 198	33,17
21.1.2019	357 715	33,40
19.2.2019	356 843	33,49
21.3.2019	360 768	33.12
26.11.2034	356 446	33,52

Taulukosta nähdään heti, että 2. tammikuuta 2018 ”superkuu” on aivan hyvin verrattavissa nyt marraskuussa esiintyneeseen. Kokoeroa on vain 0,01 kaariminuuttia, eli 0,6 kaarisekuntia. Kun ilmakehän aiheuttama erotustarkkuuden menetys, 1 kaarisekunti otetaan huomioon, eroa näiden kahden ”superkuun” välillä ei ole.

Sitten helmikuun 19. päivä vuonna 2019 tilanne on lähes sama, Kuun näennäisten kokojen ero on vain 0,03 kaariminuuttia eli 1,8 kaarisekuntia. Tämä ero on juuria ja juuri havaittavissa harrastajakaukoputkilla valokuvatessa, jos Kuu olisi zeniitissä. Muilla korkeuksilla ero peittyy ilmakehän turbulenssin aiheuttamaan erotuskyvyn heikkenemisen alle.

Jos tarkastellaan ”superkuun” havaitsemista ilman optisia apuvälineitä, niin silloin täytyy ottaa huomioon myös ihmissilmän erotuskyky. Kirjallisuudessa sille annetaan arvo 1 kaariminuutti. Todellisuudessa ainakin osalla ihmisistä on jonkin verran tarkempi näkökyky, mutta tarkastellaan ”superkuita” nyt tämän lukuarvon kannalta. Kaikki taulukossa esitetyt ”superkuut” ovat näennäiseltä kooltaan alle yhden kaartiminuutin sisällä samankokoisia.

Päätelmä on siis, että käytännössä ”superkuu” toistuu noin 14 kuukauden välein kahden tai kolmen täysikuun ryppäissä riippumatta siitä, mitä matematiikka kertoo. Kyseessä ei siis ole lainkaan harvinainen ilmiö, vaan hyvinkin tavallinen.

Superkuu maanantaina 14. marraskuuta

"Superkuu" on 14.11.2016.

Täysikuu näyttää tavallista suuremmalta ja kirkkaammalta maanantaina 14. marraskuuta noustessaan horisontista kello 16.29 Tampereen horisontin mukaan.  Nouseva Kuu näkyy halkaisijaltaan 14 % suurempalta ja noin 30 % kirkkaammalta kuin sellaisen täysikuun aikaan, jolloin se näkyy kaikkein pienimmältä ja himmeimmältä.  Eroa on vaikea huomata muistinvaraisesti, mutta jos olet joskus valokuvannut nousevaa täysikuuta, niin sään salliessa voit uusia valokuvaamisen samalla laitteistolla ja kuvia vertaamalla ero pitäisi olla selvä.

”Superkuu”^[1] jolla nimellä tämä suurikokoinen ja kirkas täysikuu tunnetaan, johtuu Kuun radan soikeudesta. Kuun rata on lähimmillään maapalloa 356 400 km ja etäisimmillään 406 700 km (geosentrisesti). Kuun rata kuitenkin muokkautuu jatkuvasti, joten tällä kertaa perigeumin geosentrinen etäisyys on 356 509 km.

Noin 14 kuukauden välein täysikuu on radan lähimmän pisteen, perigemiumin, läheisyydessä. Tällä kertaa ero näiden kahden tapahtuman välillä on vain hieman yli 2 tuntia, kello 13:36 Kuu on perigemiumissa ennen täysikuuta. Seuraavan kerran yhtä lähellä toisiaan täysikuun ja perigeumin ajankohta on 25. marraskuuta 2034.

Koska täysikuu ja perigeum eivät ole aivan radan samassa pisteessä, Kuun etäisyys poikkeaa hieman lyhimmästä mahdollisesta etäisyydestä. Tällä kertaa etäisyyttä täysikuun hetkellä on 356 520 km, eli noin 11 km perigeumia enemmän.

Jos tarkastellaan Kuun etäisyyttä toposentrisesti, eli havaitsijan kannalta, niin silloin tilanne muuttuu jonkin verran. Kuun ollessa perigeumissa kello 13.36 Kuu ei vielä ole horisontin yläpuolella. Etäisyys Kuuhun on 358 018 km. Täysikuu on kello 15.52, jolloin Kuu on edelleen horisontin alapuolella ja etäisyyttä on 356 970 km. Kuun nousu tapahtuu kello 16.29 jolloin etäisyyttä on 356 575 km. Etäisyys on lyhin 352 374 km, kun Kuu ylittää etelämeridiaanin seuraavan yönä kello 0.35. Kuun lasku horisonttiin tapahtuu seuraavana päivänä kello 9.02 ja etäisyyttä silloin on jo 357 245 km.

Kuun näennäinen koko riippuu Kuun todellisesta etäisyydestä. Perigemiumissa Kuun näennäinen koko on 33,38 kaariminuuttia, täysikuun aikaan 33,47’, noustessa 33,51’, etelämeridiaanin ylityksen tapahtuessa 33,91’ ja laskiessa 33,45 kaariminuuttia.

Alla olevassa taulukossa on nämä numerotiedot helpommin etsittävässä muodossa.

Lue lisää superkuusta artikkelista http://avaruusmagasiini.blogspot.fi/2013/06/mika-superkuu.html

Huomautukset

[1] ”Superkuu” käsite on pompannut suuren yleisön tietoisuuteen ja medioiden otsikoihin parin viimevuoden aikana. Tieteen kannalta tällä ei ole mitään merkitystä, mutta saadaanhan sillä revittyä isoja otsikoita ja luonnollisesti myös yleisön mielenkiinnon Kuun havaitsemiseen. Tämä jälkimmäinen asia on tietysti hieno juttu, sillä oman käsitykseni mukaan Kuu on aikatavalla aliarvostettu havaintokohde jopa tähtiharrastajien keskuudessa. Se, etenkin täysikuun aikaan, koetaan vain häiriötekijäksi ”hienompien” syvä taivaan kohteiden havaintoja tehtäessä. Onneksi tähtitieteellinen yhdistys Ursa on nostanut ”kissan pöydälle” ja kampanjoi Kuun havaitsemisen puolesta.

Havaintovinkki: Meteoreja, talvipäivänseisaus ja täysikuu

Geminidiewn radiantti sijaitsee Kaksosten tähdistön
pohjoisosassa. Kuva Kari A. Kuure.

Vuoden toiseksi runsain meteoriparvi saavuttaa huippunsa parina seuraavan yönä. Geminidit ovat asteroidi 3200 Phaethon^[1] jälkeensä jättämää pölyä ja soraa ja niiden rata risteää maapallon radan kanssa joulukuun 14 päivän iltana kello 20. Tällöin parven radiantti, joka sijaitsee Kaksosten pohjoisosassa, on koillisen ja idän välissä noin 26 asteen korkeudella. Tunnissa voi nähdä kymmeniä meteoreja ja ZHR-luvun arvioidaan olevan 70–120 välillä tai jopa 120–160.

Talvipäivänseisaus on joulukuu 22 päivän aamuna kello 6.48. Aurinko on silloin kaukana eteläisellä tähtitaivaalla, sillä se deklinaatio on ­–23° 26’ 12”. Tampereen horisontissa auringonnousu tapahtuu kello 9.47 ja Auringon ollessa etelässä kello 12.23 sen korkeus on vain 5,1°. Auringonlasku tapahtuu kello 15.00 joten päivälle tulee pituutta 5 h 13 minuuttia. Maan ja Auringon välinen etäisyys on silloin 147 159 473 km ja me näemme Auringon 32’ 31” kokoisena.

Täysikuu on joulukuun 25 päivänä kello 13.12. Kuu on vielä tuolloin horisontin alapuolella ja nousu tapahtuu kello 16.04. Kuu näkyy etelässä ollessaan 46,1° korkeudella ja tämä tapahtuu 26.12. kello 00.50. Horisonttiin Kuu painuu Tapaninpäivänä kello 9.31. Maan ja Kuun välinen etäisyys on 377 400 km ja näemme sen 31,66 kaariminuutin kokoisena.

Värit kertovat erilaisista mineraaleista Kuun pinnalla.
Kiikarihavaitsijan ei ole mahdollista nähdä näitä värejä,
mutta valokuvaamalla ja kuvankäsittelyssä värejä
vahvistamalla ne saadaan näkyviin. Kuva Kari A. Kuure.

Täysikuun aikaan havaitsija voi tutustua Kuun meriin. Vettähän ne eivät ole, vaan tummaa, metallipitoista basalttia. Meret ovat syntyneet miljardeja vuosia sitten suurten asteroidien törmäyksissä syntyneisiin kraattereihin Kuun manttelista tihkuneen laavan täyttäessä ne.  Nykyisin meret ovat Kuun tasaisimpia paikkoja.

Kuun meriin tutustuminen vaatii hieman apuneuvoja. Havaintovälineeksi kiikari on sopiva, kunhan sen kiinnittää esimerkiksi kamerajalustaan. Toinen apuvälinen on sopiva, maastokelpoinen kartta. Suosittelen Karttakeskuksen vuonna 2014 julkaisemaa ”Kuuopas- Kuun meret, kraatterit ja vuoristot”. Opas pitäisi löytyä hyvin varustetuista kirjakaupoista ja Karttakeskuksen kirjakaupasta hintaan 12,90 € https://www.karttakauppa.fi/fi/kuuopas-kuun-meret-kraatterit-ja-vuoristot/F203665/dp .

Huomautukset

[1] kappale on määritelty asteroidiksi, mutta todennäköisesti se on vain hieman passiivinen komeettaydin.  Se on luokiteltu Apollo-asteroidiksi: sen keskietäisyys Auringosta on 1,27 au, periheli 0,14 au ja apheli 2,4 au. Rata on siis hyvin soikea, eksentrisyys 0,89.  Yhteen kierrokseen Auringon ympäri kuluu aikaa 524 vuorokautta eli noin 1,43 vuotta. Radan inklinaatio on 22,21°. Asteroidin halkaisija on noin 5,1 km, pyörähdysaika 3,6 h. Asteroidi on sen verran himmeä (~19^m), että sen havaitsemiseen tarvitaan suurehko harrastajakaukoputki.

Pääsiäispäivä määräytyy matematiikalla

Täysikuu. Kuva Kari A. Kuure.

Kuten tunnettua, pääsiäinen on liikkuva juhla. Tämä tarkoittaa sitä, että sillä ei ole mitään kiinteää päivämäärää vaan se on jokaiselle vuodelle erikseen määriteltävä. Määrittelytehtävässä on osa ikivanhaa kuukalenteria, kirkkopolitiikkaa, uskontoa ja tähtitiedettä.

Jos pääsiäisen paikka määriteltäisiin puhtaasti tähtitieteen mukaan, niin siinä ei olisi mitään epäselvää, jos vain joistakin yksityiskohdista kansainvälisesti sovittaisiin. Tärkein näistä sovittavista asioista olisi se, että minkä paikkakunnan horisontin mukaan pääsiäinen laskettaisiin. Tämä on melkoisen tärkeä seikka, sillä maapallolla on 24 eri aikavyöhykettä ja joinakin vuosina käytetyllä aikavyöhykkeellä voi olla suurikin merkitys pääsiäisen viettopäivään.

Pääsiäisen laskennassa käytettävä sääntö on periaatteessa ja yksinkertaisuudessaan seuraava: 

Ensimmäinen pääsiäispäivä on kevätpäiväntasauksen jälkeisen täydenkuun jälkeinen sunnuntai!

Pääsiäisen määrittäminen olisikin helppo jos pelkästään astronomiset argumentit olisivat kuviossa mukana. Muinainen kuukalenteri, uskomukset ja politiikkakin vaikuttavat asiaan. Pääsiäisen ajankohtaa määrättäessä kevätpäiväntasaus ei ole astronomisesti määritelty, vaan on aina maaliskuun 21. päivä. Myös täysikuu ei ole todellinen täysikuu vaan tasaisin väliajoin toistuva virtuaalinen täysikuu. Ne ovat kyllä aika lähellä toisiaan mutta ei kuitenkaan riittävän tarkasti ja lopputuloksena on, että joinakin vuosina pääsiäistä vietetään eri ajankohtana kuin mitä yksinkertainen laskusääntö antaisi olettaa.

Poikkeusvuosia vuodesta 1900 vuoteen 2100 on kaikkiaan 18 kappaletta. Edellisen kerran tällainen poikkeusvuosi oli 1981 ja seuraavan kerran 2038. Poikkeussäännöstö on nimetty kirkolliseksi säännöstöksi. Tunnettu matemaatikko Gaus laati laskusäännön, jonka mukaan voidaan laskea pääsiäisen ajankohta tuleville vuosille. Gaussin laskentakaava on suhteellisen helppo, mutta siinä on muutamia poikkeussääntöjä, jotka täytyy tuntea ennekuin päästään oikeaan lopputulokseen.

Tarkan säännön mukaan pääsiäinen olisi aina maalikuun 22. ja huhtikuun 25. päivien välisenä aikana. Gaussin kaava antaa kuitenkin mahdollisuuden myös huhtikuun 26. päivälle, mutta silloin kirkollinen säännöstö muuttaa pääsiäisen aina viikkoa aikaisemmaksi, eli huhtikuun 19. päivälle. Jos Gaussin laskentasäännön mukaan pääsiäinen olisi huhtikuun 25. päivänä, niin jälleen kirkollinen säännöstö puuttuu peliin tietyissä tilanteissa ja siirtää sen huhtikuun 18. päiväksi. Lisäksi Gaussin laskentamallia voidaan käyttää sellaisenaan vain 1900- ja 2000-luvuilla.

Gaussin sääntöä parempaan lopputulokseen päästään Spencer Jonesin kirjassaan General Astronomy vuodelta 1922 esittämä laskusääntö. Tämä laskusääntö ei sisällä poikkeuksia. Laskentakaava ei tiettävästi ole Jonesin oma keksintö, vaan se on ilmestynyt jo vuonna 1876 Butchersin toimittamassa Ecclesiastical Calendar (Kirkollinen kalenteri).

Tänä vuonna kevätpäiväntasaus oli maaliskuun 20. päivänä kello 18.56. Tämän jälkeinen täysikuu oli seuraavan kerran huhtikuun 15 kello 10.42, jolloin pääsiäispäivä on huhtikuun 20. päivänä.

Poikkeusvuonna 1981 asiat olivat toisin. Kevätpäiväntasaus oli maaliskuun 20. päivänä kello 19.02.  Täysikuu oli sattumalta samana perjantaipäivänä kello 17.23. Kuten kirkollisista poikkeussäännöistä ilmenee, seuraava sunnuntai maaliskuun 22. päivä ei ollutkaan pääsiäinen, vaan vasta huhtikuun 19. päivänä. Silloin oli myös täysikuu kello 10.00.

Hieman samoin asiat ovat vuonna 2038. Silloin kevätpäiväntasaus on maaliskuun 20. päivänä kello 14.40 ja sitä seuraava täysikuu maaliskuun 21. päivänä kello 4.09. Laskentasäännön mukaan pääsiäinen pitäisi silloin olla maaliskuun 21. päivänä mutta sitä vietetäänkin Gaussin ja kirkollisen säännöstön laskusäännön mukaan huhtikuun 25. päivänä.

Huhtikuussa havaitaan Marsia!

Mars 14.4.2014 päivän iltana.
Kuva Kari A. Kuure.

Naapurimme Mars lähestyy oppositiotaan, jonka se saavuttaa huhtikuun 8. päivänä kello 23.55. Tällä kertaa oppositio[1] ei merkitse sitä, että Maan ja Marsin välinen etäisyys olisi kaikkein lyhin. Lyhyin etäisyys on vasta 14. huhtikuuta, jolloin etäisyys on vain 0,618 au (noin  93,05 miljoonaa km). Matka on 598 400 km opposition aikaista (94,45 miljoonaa km) etäisyyttä lyhyempi.

Oppositionsa aikana Mars on näkyvissä koko yön. Etelämeridiaanin ylity tapahtuu kauden alussa aamupuolella yötä ja huhtikuun loppupuolella jo vuorokauden vaihtumisen tietämillä. Mars on helppo löytää, sillä sen kirkkaus on suuri (–1,5^m) ja väri on hieman punertava. Yhtä kirkkaita kohteita Siriusta ja Jupiteria lukuun ottamatta taivaalla ei ole. Mars näkyy Neitsyen tähdistössä.

Huhtikuun 14. päivän iltana Kuu ja Mars näkyvät taivaalla lähekkäin (katso karttaa). Niiden välinen kulmaetäisyys on noin 5 ° ja Kuu on lähestymässä täyttä vaihettaan. Täysikuu on 15.4. kello 10.42, jolloin on myös kuunpimennys[2]. Vaikka Kuu on tässä vaiheessa hyvin kirkas, sen ei pitäisi juurikaan haitata Marsin näkymistä. Valokuvaajille kuvausvinkkinä voisin ehdottaa molempien kohteiden sijoittamista samaan kuvaan!

Mars ja Kuu ovat lähekkäin eteläisellä
taivaalla 14.4. päivän iltana.
Kuva Kari A. Kuure.

Marsin näennäinen koko on noin 15 kaarisekuntia. Tämä merkitsee sitä, että planeetan pinnalta on mahdollista erottaa monia yksityiskohtia, etenkin erityisen hyvän havaintokelin vallitessa ja käytettäessä suurta suurennusta. Hyvässä havaintokelissä visuaalisesti havaintoja tehtäessä yksityiskohtien näkymiseen vaikuttaa myös kaukoputken koko; mitä suurempi kaukoputki sitä pienempiä yksityiskohtia voi nähdä. Havaintokelin salliessa suosittelen käytettäväksi 200–400-kertaisia suurennuksia riippumatta kaukoputken koosta.

Valokuvatessa planeetan pinnan yksityiskohtien määrä riippuu edellisten tekijöiden lisäksi valotuksen kestosta. Jos yhden kuvan valotusaika venyy usean sekunnin mittaiseksi, erotuskyky hyvissäkin olosuhteissa ”putoaa” noin 1–2 kaarisekuntiin tai jopa huonommaksi, eli käytännössä kuva vaikuttaa pehmeältä. Ainoa keino päästä yksityiskohtaisempiin (”terävimpiin”) kuviin on käyttää videokuvausta ja kuvien pinoamista. Tällöin erotuskyky kuvissa parhaimmillaan lähentelee visuaalisen havaitsemisen erotuskykyä[3].

Valokuvausvälineistö voi olla lähes millaista tahansa kompakti- ja järjestelmäkamerasta alkaen ja päätyen hienoihin tähtikuvaukseen suunniteltuihin ccd-kameroihin asti. Kuvaajan tulee tuntea laitteistonsa ja sen asettamat rajoitukset, jotta lopputulos olisi toivotunlainen. Luonnollisesti sääolosuhteet ovat ratkaisevassa asemassa, huonolla kelillä täytyy tyytyä vaatimattomampiin kuviin.

Havaittiinpa Marsia visuaalisesti tai valokuvauksen keinoin, joihinkin mielenkiintoisiin yksityiskohtiin pitäisi kiinnittää huomiota. Tällä kertaa Marsin pohjoisnapa on näkyvissä vaaleana läikkänä planeetan kiekon pohjoisreunassa. Napakalotti ei välttämättä ole Marsin vaalein kohta, vaan se on hyvin usein Hellas-tasanko Marsin eteläisellä pallonpuoliskolla. Sen pohjoispuolella on Marsin pinnan tummin kohta, hain selkäevää muistuttava Syrtis Major. Marsin kartoista voi selvittää mitkä yksityiskohdat ovat näkyvissä havaintosi aikana.

Marsissa esiintyy säännöllisesti pilvien muodostumista. Etenkin aamuhämärässä (Marsin alueilla joilla Aurinko on juuri nousemassa) nähdään säännöllisesti pilvimuodostelmia. Pilviä voi muodostua myös korkeiden tulivuorten (mm. Olympos Mons) huipuille. Pilvet ovat yleensä vesijääkiteitä. Marsin pöly voi myös muodostaa pilviä etenkin myrskyisillä alueilla, mutta näiden pilvien havaitseminen ei ole kovinkaan helppoa ja se yleensä onnistuu vain silloin kun myrskyt laajenevat lähes tai kokonaan koko planeetan kattaviksi. Näin tapahtuu ehkä kerran vuosikymmenessä.

Nasan video oppositiosta ja planeettojen välisestä etäisyydestä

 

Jos jostakin syystä en pysty katselemaan videota suoraan, voit katsella sitä YouTubesta https://www.youtube.com/watch?v=xngUpUyyT70

Huomautukset

[1] Mars on oppositiossa noin 26 kk välein. Maan ja Marsin ratojen soikeudesta ja etenkin Marsin radan epäkeskeisyydestä johtuen, planeettojen välisessä etäisyydessä eri oppositioiden aikaan on huomattavia eroja. Lyhyimmillään etäisyys on Marsin periheliopposition aikaan, joka tapahtuu elokuussa. Seuraavan kerran näin on vuonna 2018. Oppositioetäisyys oli lyhyin yli 50 000 vuoteen vuonna 2003 tapahtuneen opposition aikana. Ero eri perihelioppositioiden välillä johtuu kummankin planeetan radassa tapahtuvista muutoksista.

[2]Kuunpimennys ei näy Suomessa, vaan ainoastaan Amerikkojen mantereilla ja Tyynen meren itäosassa.

[3] Valokuvauksen ja visuaalisen havaitsemisen ero tarkkuudessa johtuu ilmakehän vaikutuksesta kuvan laatuun. Ilmakehän lämpötilaerot, tiheyserot, virtaukset ja turbulenttisuus heikentävät kuvan laatua siten. että parhaimmallakin kelillä valokuvauksellinen erotuskyky jää noin 1–2 kaarisekuntiin pitkillä valotusajoilla.

Visuaalisesti voidaan havaita hetkellisesti noin 0,5 kaarisekunnin erotuskyvyllä edellyttäen, että kaukoputkella on riittävästi kokoa, eli noin 250 mm ja käytetään riittävää suurennusta (≥ 150× tai mieluummin vieläkin enemmän). Videota kuvattaessa yksittäisen ”ruudun” valotusaika on lyhyt, esimerkiksi 3–30 ms, jolloin turbulenttisuuden vaikutus jää kuvan muodon vääristymiseen. Pinottaessa tämä vääristyminen korjaantuu ja summakuvan erotuskyky tulee olemaan visuaalisen havaitsemisen luokkaa.

Ensiyönä täysikuu näkyy pienempänä kuin vuoteen

Ensiyönä [1] tapahtuvan täysikuu on pienin pitkiin aikoihin. Pienuudella tässä tarkoitan Kuun näennäistä kokoa, joka on vain 29,48 kaariminuuttia. Matkaa Kuuhun on 405 305 km, joka on lähellä suurinta mahdollista etäisyyttä 406 700 km.

Kuun näennäisen koon vaihtelu johtuu tietysti siitä, että Kuun rata maapallon ympäri ei ole ympyrä vaan soikea. Radan lähin piste[2] on 356 400 km etäisyydellä ja radan etäisin piste[3] on 406 700 km etäisyydellä maapallosta. Radan keskietäisyys on 384 400 km.

Kuun etäisyyden vaihtelu vuoden
aikana. Kuva Kari A. Kuure.

Ensiyön täyden kuun jälkeen noin kuukauden välein toistuvien täysikuiden etäisyydet ovat hieman lyhyempiä kuin edellinen kunnes ensi elokuussa (10.8.2014 kello 18.09) täydenkuun etäisyys on vain 356 708 km, siis hyvin lähellä lyhyintä mahdollista etäisyyttä. Tällöin Kuun näennäinen koko on suuri; 33,5 kaariminuuttia[4].

Täysikuun näennäisen koon vaihtelu on merkittävä, sillä se on noin 15 % keskikoon molemmin puolin, tai 12,4 % pienimmästä ja 14,1 % suurimmasta koosta. Valitettavasti emme voi muistinvaraisesti havaita tätä, mutta valokuvaamalla samalla laitteistolla nyt ensiyönä ja uudelleen elokuussa Kuun näennäisen koon vaihtelu tulee selkeästi esille.

Huomautukset

[1] 16.1.2014 kello 4.52

[2] perigeum

[3] apogeum

[4] Amerikkalaiset kutsuvat tätä täysikuuta ”superkuuksi” .