A Kék Bolygó és útitársa - csillagászati alapok mindenkinek
Cikkünkben néhány csillagászati alapfogalmat elevenítünk fel, különös tekintettel a Föld és Hold kapcsolatára. Egyúttal a fogyatkozások égimechanikájába is betekintést nyerhetünk.
A Hold távolsága: 30 Föld-átmérő. Megteszi a fény 1,28 sec alatt.
A Nap mérete: 100 Föld-átmérő. (Bőven beleférne a Holdnak a pályája!)
Nap-Föld távolság: 1 CsE = 100 Nap-átmérő = 10000 Föld-átmérő. Megteszi a fény 8,3 min alatt. (Ha lekicsinyítve a planetárium kupolája volna a "Nap", akkor a "Föld" egy alma, a "Hold" meg - tőle kb. 2,5 m-re - egy cseresznye lenne a városközpontban, majdnem 1 km-re a planitól.)
Nap-Plútó átlagos távolság: 40 CsE*. Megteszi a fény 5,5 h alatt. (Ha a plani kupolája volna a "Nap", akkor a "Plútó" még a "Hold" cseresznyéjétől is kisebb lenne, de több mint 30 km-re.)
Szomszéd csillag (alfa Centauri) távolsága: több mint 4 fényév**: megteszi a fény több mint 4 év alatt. (3 csillag: 2 Nap-szerű és 1 vörös törpe. Ha a "Nap" mákszemnyi, akkor az "alfa Centauri" tőle 40 km-re 2 mákszem és 1 porszem lenne.)
A Tejútrendszer mérete: több mint 100000 fényév: befutná a fény több mint 100000 év alatt.
Ma ismert legtávolabbi galaxis távolsága: több mint 10 milliárd fényév: megteszi a fény/rádiósugárzás több mint 10 milliárd év alatt.
* 1 CsE (1 CSILLAGÁSZATI EGYSÉG): 149,6 millió km, a Föld-pálya fél nagytengelye. A Föld olyan "enyhe" ellipszis pályán kering a Nap körül, amely majdnem tökéletes kör! (Télen 5 millió km-rel közelebb vagyunk a Naphoz, mint nyáron, ám ez a különbség elenyésző a Föld-pálya majdnem 300 millió km átmérőjéhez képest!)
** 1 fényév: távolság, amit a fény (299792,5 km/sec sebességgel) 1 év (= 31556925,9747 sec) alatt megtesz. (Mintegy 9,5 billió, kerekítve: 10000000000000 km.)
A Hold nagysága kb. 1/4-e, a tömege majdnem 1/80 része a Földének, ezért nem bírt légkört megtartani. A Holdon a súlyunk 1/6-a lenne az itteninek. Nappal fölmelegedhet 130 oC-ra, éjszaka le tud hűlni -100 oC alá, ugyanis 2 hétig van rajta nappal, s 2 hétig éjszaka. A csillagokhoz képest a forgásideje, ugyanannyi, mint a Föld körüli keringési ideje, azaz kötött keringést végez: mindig ugyanazt a felét fordítja a Föld felé, így a Hold felszínéről (a tőlünk látható oldaláról, egy adott helyről) a Föld mindig ugyanabban az irányban látszik a látóhatár (horizont) fölött.
Holdfázisok (félhold, telihold, stb.)
A Nap a Holdnak (is) mindig csak az egyik felét világítja meg. Ezt mi mindig más irányból nézzük: teliholdkor a napsütötte oldalát teljesen látjuk, de első negyed é s utolsó negyed idején oldalról világítja meg a Nap, újholdkor pedig az árnyékos oldalt nem látjuk.
Fogyatkozások
A Föld és a Hold pályasíkja 5o-os szöget zárnak be egymással, ezért nem minden újholdkor és teliholdkor kerül a Nap meg ez a két égitest pontosan egy egyenesbe. Csak amikor a két sík metszésvonalában van a Nap - lényegében félévente -, következhet be, hogy újholdkor a Hold árnyéka rávetítődik a Föld felszínének egy kis részére (ahonnét napfogyatkozást látni), vagy teliholdkor a Hold "belemászik" a Föld árnyékába (holdfogyatkozás - mindenünnen megfigyelhető a Földről, ahonnét a Hold látszik).
Árapály
A Holddal ellentétes oldalon is van dagály (sőt még a szárazföld is naponta kétszer megemelkedik és visszasüllyed 3 dm-nyit!). A Föld-Hold rendszer közös tömegközéppontja 2/3 Föld-sugárnyira van a bolygó közepétől, ami körül a Föld is "ringlispilezik".
A Föld forgása
Az Északi Sarkon függőleges tengely körül vízszintesen forgunk balra: az égitestek lemaradnak jobbra, mint a buszból nézve a fák az út szélén. (A távolabbiak lassabban maradnak le, sőt "jön velünk a Hold": olyan messze van, hogy észre sem vesszük a lemaradását.) Az Egyenlítő síkja itt vízszintes. Csak 1 csillag kel/nyugszik: a Nap, a többiek vagy mindig a horizont fölött maradnak, vagy mindig alatta.
Az Egyenlítőn vízszintes észak-déli irányú tengely körül forog a Föld nyugatról keletre, s ahogy hátrafelé lemarad a környező világ, keleten függőlegesen kel föl minden, s nyugaton függőlegesen nyugszik le. Az Egyenlítő síkja függőleges. Minden csillag kel/nyugszik.
Hazánk az Északi Sark és az Egyenlítő között nagyjából a felénél helyezkedik el a Földön, tehát tőlünk nézve a Föld forgástengelye és az Egyenlítő síkja is ferdén áll, s így ferdén kelnek föl és ferdén nyugszanak le az égitestek. A forgástengely irányának a horizont fölötti magassága (minden északi földrajzi szélességen) egyenlő az adott phi földrajzi szélességgel. A Sarkcsillag körüli phi szögön belül lévő - ún. cirkumpoláris - csillagok (pl. Nagygöncöl, Kisgöncöl, Cassiopeia csillagai) soha nem mennek a horizont alá, ezért minden derült éjjel megfigyelhetőek (csak mindig más felé).
A Föld keringése
A Nap irányában - a nappali égen - nem látszanak szabad szemmel más csillagok - mindig ellentétes irányban - az éjszakai égbolton -, s ez az irány egy év alatt "körbemászik" az égen (a Föld pályasíkjában: az ekliptikán).
Ahogyan a forgás miatt (minthogy "utazunk" a Földdel kelet felé, s minden lemarad hátra) 1 nap alatt körbefordulni látszik az égbolt, ugyanígy a keringés miatt is (minthogy "utazunk" a Földdel a Nap körül - ugyanabba az irányba amerre forgunk - és emmiatt is hátrafelé, azaz:) nyugat felé szintén lemaradni látszanak a csillagok, persze lassabban: 1 év alatt "fordul körbe" a csillagos ég. (Ha minden este ugyanakkor figyeljük, tapasztalhatjuk ezt a lassú lemaradást, vagyis a Föld keringését.)
Ezért különböző évszakokban más-más jellegzetes csillagképek figyelhetőek meg.
Tengelyferdeség: a forgástengely mostanában majdnem a Sarkcsillag felé mutat, nem merőleges az ekliptikára (66,5 o), ezért azzal a Föld egyenlítőjének a síkja (Égi Egyenlítő) is szöget (23,5 o) zár be. (Az irány 26000 évenként - búgócsigaszerűen, kúp alkotójaként - köröz az égen: precesszió.)
A Föld megtartja a tengelyferdeségét egy kerigés során. Közben a forgástengely - és (mivel a csillagok irtózatosan messze vannak, ezért) a Sarkcsillag iránya is - önmagával párhuzamosan tolódik el.
Amikor az északi félteke fordul jobban a Nap felé, vagyis hazánk a Nap felé "hajol", tőlünk a Nap magasan látszik délben: jól tud melegíteni - nyár van.
Amikor - fél évvel később, midőn a Föld a Nap túloldalán van -, a déli félteke fordul jobban a Nap felé, vagyis hazánk "elhajol" a Naptól, tőlünk a Nap alacsonyan látszik délben: nem tud jól melegíteni - tél van. Argentínában viszont nyár! (Az északi és a déli féltekén pont fordítva váltakoznak az évszakok.)
Az Északi Sarkon a tavaszi napéjegyenlőség idején az Égi Egyenlítőn (a tavaszpont irányában) lévő Nap lassan fölkel, miközben - a forgás miatt - jócskán lemarad jobbra. Naponta "körbejár" a horizont mentén. Egyidejűleg - a keringés folytán - arrébb "mászik" az ekliptikán és így a nyári napfordulóig egyre magasabbra spirálozik. Az őszi napéjegyenlőség idejére visszakerül az Égi Egyenlítőre (őszpont), s megint a horizonton "megy" körbe, mialatt lenyugszik. Megkezdődik a féléves éjszaka. Ám addig is hiába süt a Nap fél éven át egyfolytában: mindig alacsonyan van (max. 23,5 o) - nem tud jól melegíteni.
Ezzel szemben az Egyenlítőn délben mindig (ha nálunk tél van, ott akkor is) magasról tűz a Nap!
Hazánkból a téli napforduló idején még délben is olyan alacsonyan van a Nap, mint ahogyan az Északi Sarkon is szokott lenni, a nyári napforduló idején pedig olyan magasan, mint ahogyan az Egyenlítőn is szokott lenni. Ekkor a keleti/nyugati iránytól jóval délebbre, ill. északabbra kel/nyugszik (s ezért a nappalok kb. kétszerte rövidebbek, ill. hosszabbak, mint az éjszakák), csak a napéjegyenlőségek idején teszi azt pontosan keleten/nyugaton (amikor 12-12 órát tartózkodik a látóhatár fölött-alatt).
Tökéletes naptár nem készíthető, így e jelenségek dátumai sem esnek mindig ugyanarra a napra!
Üstökösök születése
A gyorsan mozgó gázrészecskék megszöknek a bolygókról és a holdakról. Az őscsillag közelében ebbe besegít a róla leáramló ún. napszél is, ami főként plazma részecskékből áll (protonok, elektronok, hélium atommagok). A kialakuló naprendszer központi tartományából a napszél gáz és por anyagot képes kisöpörni a távolabbi vidékekre, ahol az össze tud fagyni üstökösmagokká .
Az üstökösmagoknak az egymásra gyakorolt gravitációs zavaró hatása , meg a környező csillagoké, a későbbiekben azt eredményezheti, hogy időnként egy-egy mag bezuhan akár a központi csillag közvetlen közelébe is. Ilyenkor kómája és csóvája is lesz neki, de az leginkább csak a szemet gyönyörködtető látszat, a lényeg mindig az üstökösmag, ami olyan, mint egy piszkos hógolyó: jégbe ágyazva kő-, fémdarabkák, azaz meteorok.
Egy üstökösnek a feje időnként nagyobb, mint a Föld: akár százezer kilométeres is lehet. A Napból jövő anyagrészecskék erről söprik le az esetenként több tízmillió kilométer hosszú csóvát . A szilárd üstökösmag pedig, amelyből a napsugárzás hatására a gáz előtör, mindössze tízegynéhány, legfeljebb néhány tíz kilométer nagyságú lehet. Ebből is látható, hogy a kóma, de főleg a csóva anyagának nagy része - amely e meglehetősen kicsi üstökösmagból származik -, rendkívül ritka gáz . Persze gázfejlődés csak a Nap közelében lehet, ezért nincs az üstökösnek se csóvája, se kómája, amikor messze van a Naptól (mindössze a csupasz - mondhatnánk: meztelen, jeges, fagyott - üstökösmag).
Minthogy az üstökösök a Naprendszer ősi anyagát tartalmazzák, lényegében hasonló gázokból álltak össze, mint amilyeneket a csillagközi gáz- és porfelhők is tartalmaznak. (Hiszen ugyanilyen gázokból sűrűsödött össze az éppen kialakuló Ősnap, mintegy hat milliárd évvel ezelőtt, valamint a körülötte ugyanezen anyagból megszülető bolygók is.) Ezekben a kozmikus anyagfelhőkben szerves molekulák is létrejöttek . A bolygókeletkezés folyamatában fölforrósodott anyagban azonban szétroncsolódhatnak ezek a bonyolult és érzékeny kis képződmények. Csakhogy az üstökösök, mint afféle "szerves-anyag konzervek", képesek rá, hogy megőrizzék jobb időkre ezeket a molekulákat, s százmillió évekkel később, amikor becsapódnak valamely bolygó felszínére, visszainjekciózzák azokat. Így - szerencsés körülmények között -, ha az ütközést túlélő szerves molekulák tovább bonyolódhatnak, megindulhat az életté szerveződés is.
Élet lehetősége a Földön kívül
Az előzőekből kitűnik, hogy a kozmoszban másutt is ugyanolyan anyagból jöttek létre csillagok - és egyesek körül még bolygók is -, mint amiből a Naprendszer kialakult. Továbbá az is fontos tény, hogy a biológiai evolúciót megelőző kémiai bonyolódás is megkezdődik az ilyen gáz- és porfelhőkben. Ha másutt is képesek voltak üstökösök visszainjekciózni a bolygókra az ott (a bolygó kialakulásakor) tönkrement szerves molekulákat, megfelelő körülmények között más naprendszerekben is kifejlődhetett az élet.
Messze, más csillagok körül keringő bolygókon akár nálunk fejlettebb civilizációk is lehetnek.
Az viszont, hogy jártak/járnak-e itt földönkívüliek, ma még hit kérdése...