Ciemna strona Słońca

Jednym z najlepiej sprzedających się albumów wszech czasów jest The Dark Side Of The Moon grupy Pink Floyd. Zamykającą płytę piosenkę Eclipse kończy fraza: „Nie ma ciemnej strony Księżyca. Tak na prawdę jest cały ciemny.” Owszem, byłby, gdyby nie Słońce. 

Ciemną stroną Księżyca nazywamy jego półkulę, która nie jest widoczna z Ziemi. Na jej pierwsze pełne obrazy musieliśmy czekać aż do misji Łuny 3 z 1959. Nie dostrzeżono ani diabła, ani cywilizacji księżycowej, ani mitycznych demonów. Jedynie kratery. Astronauci z misji Apollo mogą to potwierdzić. Z perspektywy Ziemi część ta jest zwykle zasłonięta, ale niekiedy na wskutek pewnych zjawisk mechanicznych związanych z bryłą sztywną, między innymi precesji, nutacji i libracji, możemy zauważyć jednak pewne subtelne drgania obrazu Księżyca i pokryty kraterami boczny pas.

Rzecz jasna, Księżyc nie świeci własnym światłem, a odbitym od Słońca. Razem tworzą jak na razie nierozłączną parę, niczym yin i yang. Jeśli za kilka milionów lat jakaś inteligentna cywilizacja zostanie na Ziemi, być może zaobserwuje jedyną w swoim rodzaju ucieczkę Księżyca z pola grawitacyjnego naszej planety. Na wskutek zasady zachowania momentu pędu odległość między Ziemią, a jej satelitą musi wzrastać po zaledwie 4 centymetry na rok, jednak po kilkuset milionach lat całkowite zaćmienie Słońca stanie się zjawiskiem praktycznie niemożliwym.

Od czasu do czasu zaobserwujemy przejście Księżyca przez tarczę Słońca. Gdyby orbita naszego satelity byłaby na tej samej płaszczyźnie co orbita Ziemi, zaćmienia zdarzałyby się prawie co  miesiąc, czy w zasadzie co dwa tygodnie. Podczas nowiu zachodziłyby zasłonięcia tarczy słonecznej, a czternaście dni później Księżyc w pełni ukrywałby się w cieniu planety, oświetlony jedynie czerwoną poświatą ze światła rozproszonego w atmosferze. Trzeba przyznać, że to mogłoby być interesujące.

Nadmienić należy także zaćmienia obrączkowe. Podczas nich Ziemia i Księżyc znajdują się w swoich odpowiednio najbliższych i najdalszych punktach orbitalnych (nazywanych fachowo peryhelium i apogeum). Wielkość kątowa satelity jest wtedy znacznie mniejsza od wielkości kątowej Słońca, dlatego podczas zaćmień zasłonięte zostaje jedynie centrum, zewnętrzna „powłoka” pozostaje dobrze widoczna, bo niezanieczyszczona światłem całej gwiazdy. Rzecz jasna to zjawisko występuje o wiele rzadziej od standardowego zaćmienia Słońca.  

Zaćmienia Słońca są szczególnie użyteczne dla astronomów. To dzięki nim udało się udowodnić ogólną teorię względności Alberta Einsteina. W 1919 roku brytyjski uczony Arthur Eddington zorganizował wyprawę naukową na Wyspy Świętego Tomasza i Księżyca oraz do Brazylii, by zaobserwować całkowite zaćmienie. Pomimo nieprzyjaznych warunków pogodowych (naukowe określenie na „lało jak z cebra”), udało się wykonać zdjęcia zjawiska. Eddington zaobserwował także przesunięcie pozycji gwiazd sąsiadujących ze Słońcem, zgodne z przewidywaniami Einsteina dotyczącymi tzw. soczewkowania grawitacyjnego. Pomimo niewątpliwych trudności z przeprowadzeniem eksperymentu oraz początkowym sceptycyzmie środowisk naukowych wobec rewelacji Eddingtona, późniejsze obserwacje zaćmień jedynie potwierdziły przełomową teorię jednego z najbardziej znanych fizyków XX wieku. 

Heliofizycy, którzy w normalnych warunkach wykorzystują koronografy, mogą prowadzić spokojne obserwacje korony słoneczniej, wewnętrzną sferę atmosfery gwiazdy, podczas zaćmień całkowitych. Dlaczego ma to takie znaczenie? Jedną z nierozwiązanych zagadek wszechświata, zaraz obok ciemnej materii, formowania się młodej Ziemi, czy też paradoksu Fermiego jest anomalia temperatur warstw Słońca. Logiczne i intuicyjne wydaje się założenie, że zewnętrzne warstwy gwiazdy powinny być chłodniejsze od wewnętrznych, jednak korona ma kilkuset razy większą temperaturę od znajdującej się tuż pod nią powierzchni. Początkowo uczonym wydawało się, że analogicznie do odkrycia helu na Słońcu jest to efekt nieznanego pierwiastka „koronium”, lecz dogłębne analizy składu chemicznego i kilka odmrożeń naukowców usiłujących badać naszą gwiazdę ze sterowców wykluczyły tę hipotezę. Obecnie wiemy znacznie więcej na temat Słońca i mamy dostęp do nowocześniejszej technologii badawczej, ale rozwiązanie tej zagadki wciąż czeka na odkrycie.

Być może, a być może nie, rozwiązanie tej zagadki leży w plamach słonecznych, dosłownych ciemnych stronach Słońca. Zaobserwujemy je jako ciemne punkty na tarczy gwiazdy podczas okresu większej aktywności w jedenastoletnim cyklu. Słońce wytwarza silne pole magnetyczne a zewnętrzna warstwa jego wnętrza, tzw. warstwa konwektywna, składa się z plazmy. Jej zjonizowane cząsteczki mogą zostać uwięzione przez siłę magnetyczną, przez co nie transportują energii z jądra, co obserwujemy jako ciemne obszary na powierzchni. Nawet najmniejsze plamy rozmiarami przewyższają naszą planetę. Pięknym hobby może okazać się codzienna obserwacja ich przemieszczania za pomocą metody projekcyjnej, wystarczy do niej prosta luneta i kartka papieru.

Na zakończenie warto przypomnieć jeszcze o podstawowej zasadzie bezpieczeństwa, mianowicie zakazie bezpośredniego oglądania Słońca przez jakikolwiek niezabezpieczony układ optyczny, gdyż może to być ostatnia rzecz, jaką będzie nam dane zobaczyć. Inwestycja w prostą folię słoneczną kosztuję w końcu dużo mniej od wizyty u okulisty. Tyczy się to również obserwacji zaćmień, bo choć Księżyc zasłoni Słońce, ono wciąż będzie oświetlać wszystko, co widoczne.


Autor: Kacper J. Kowalski

Zdjęcia: własne

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Przejdź do paska narzędzi