Temat: Ognista kula, zjawisko świetlne
Schwytać piorun kulisty ???
by Krystyna Forowicz
Od ćwierć wieku fizycy w różnych krajach badają to rzadkie zjawisko przyrodnicze. Od wielu lat zbierają opisy świadków, którzy na własne oczy widzieli pojawienia się kuli ognistej. Naukowcy budują modele matematyczne każdego opisu pioruna kulistego i za pomocą komputera odtwarzają jego wygląd.
Prof. Zdobysław Lisowski z Politechniki Warszawskiej, specjalista od ochrony odgromowej o piorunach wie wszystko, ale jak się wyraził "lekceważy piorun kulisty " . Przyznał jednak, iż także polscy badacze zgłębiają w laboratoriach naturę pioruna kulistego. Można to robić na różne sposoby. Najczęściej wykonuje się sztuczny ulot z linii elektroenergetycznej w laboratorium, i fotografuje to, co powstaje. Nie udało się jak dotąd odtworzyć pioruna kulistego w laboratorium. W przyrodzie o ile zwykły piorun nie żyje dłużej niż ok. 1 sek., kulisty trwa kilkanaście sekund, a nawet kilka minut. Niektórzy fizycy uważają pioruny kuliste duże i małe, za oderwane części kanału pioruna liniowego. Czasem piorun liniowy, ten który najczęściej towarzyszy burzom, składa się z odcinków jasnych poprzedzielanych ciemnymi. Nosi wtedy nazwę perełkowego lub paciorkowego, dzięki pewnemu podobieństwu do naszyjników.
- Pioruny się bada, bo są dla nas zagrożeniem - mówi prof. Zdobysław Lisowski. W ciągu minuty uderza gdzieś na świecie ok. 2 tysięcy piorunów. Rocznie trafia ich miliard w całą kulę ziemską. 20 osób zostaje zabitych dziennie, a 80 porażonych. Historia badań piorunowych ma kartę bardzo dramatyczną.
Pioruny - to iskry elektryczne wywołane napięciem rzędu setek milionów woltów. Wysokie napięcie między chmurami a ziemią powstaje samoczynnie bez udziału człowieka.
MA KSZTAŁT KULI LUB GRUSZY
W 1753 r. piorun kulisty zabił fizyka G. Richmana, współpracownika wybitnego rosyjskiego uczonego M. Łomonosowa. Do wypadku doszło w czasie burzy przy badaniu wyładowań wybiegających z przechodzącego przez dach długiego, pionowego, izolowanego pręta metalowego. Piorun kulisty, który przeskoczył z pręta na badacza i spowodował jego śmierć, jest pierwszym naukowo opisanym piorunem tego rodzaju. Prof. Janusz Lech Jakubowski w swej książce "Piorun ujarzmiony" przytacza relację Łomonosowa podaną na podstawie zeznań świadków. "... gdy prof. Richman, stojąc w odległości stopy od żelaznego pręta, patrzył na wskaźnik elektryczny, nagle z pręta bez dotknięcia wyskoczył w kierunku profesora bladobłękitny kłąb ognisty, wielkości pięści. Profesor w tej chwili, bez wydania głosu, upadł w tył na stojący za nim kufer... Jednocześnie rozległ się huk, jakby wystrzał z małego działa".
Mimo to przez wiele lat wielu poważnych uczonych powątpiewało o istnieniu pioruna kulistego, uważając opisy przygodnych świadków za złudzenia wywołane przestrachem. Dziś nie ma wątpliwości co do realności tego zjawiska.
Z różnych opisów naocznych świadków wiadomo było, iż piorun kulisty ma kształt kuli lub gruszy. Może swobodnie poruszać się w powietrzu lub tkwić nieruchomo na jakimś przedmiocie albo poruszać się po nim. Na ogół jest barwy czerwonej z niebieską aureolą. Osiadły ma postać oślepiająco białych lub niebieskich kul. Ich średnica wynosi ok. 10-12 cm. Późniejsze badania nieco zweryfikowały ten opis.
Prof. Jakubowski podaje: piorun swobodny jest skupieniem ładunku elektrycznego pod wysokim napięciem, ale o małej gęstości: dlatego jest niezbyt niebezpieczny dla życia i otoczenia. Piorun osiadły natomiast ma większą gęstość i może spowodować rozgrzanie albo spalenie powierzchni przedmiotów, na których osiadł.
Średnica wynosiła 13 metrów
Zachowanie się pioruna kulistego jest niezwykle różnorodne. Potrafi wpaść przez komin, a wylecieć przez okno, i na odwrót, krążyć po mieszkaniu, zabić ludzi, rozbić mur, wreszcie pęknąć z hukiem i rozsypać się na deszcz iskier.
Naukowcom udało się kilka razy sfotografować piorun kulisty z dużej odległości. Wartość naukową ma jednak tylko zdjęcie amerykańskiego badacza J.C. Jensena dokonane z całą dokładnością naukową. Piorun ten - jak podaje prof. Jakubowski (za Jensenem) był barwy różowej i przypominał gigantyczny fajerwerk. Zdjęcie udało się zrobić przypadkowo w czasie badań burzowych i zostało dokonane jednocześnie dwoma aparatami fotograficznymi. Piorun - pod postacią kilku kul - zbliżył się do linii elektrycznej, można było zatem określić jego odległość, a z wielkości fotografii i odległości - średnicę. I tutaj okazała się niespodzianka - średnica pioruna wynosiła 13 metrów, a nie jak w opisach naocznych świadków, gdzie kula dochodziła tylko do wielkości głowy ludzkiej.
Występowanie piorunów kulistych o średnicy wielu metrów nasunęło swego czasu niektórym badaczom myśl o tzw. latających talerzach które rzekomo często zjawiają się w Ameryce Północnej.
SKORO JEST TO PLAZMA
Przez wiele lat badaniami piorunów kulistych zajmowali się tylko amatorzy. Wiadomo było, iż wysyła on fale elektromagnetyczne, może porazić prądem elektrycznym, może zniknąć w uziemionych przewodach elektrycznych. Nie znano jednak jego właściwości - barwy, wymiarów, czasu istnienia. Dziś wydaje się jedna słuszna hipoteza odnośnie budowy pioruna kulistego - jest to dość trwała plazma, która powstaje z powodów, których jeszcze, niestety, naukowcy nie znają...
Skoro jest to plazma, a czas jej życia sięga kilku minut, to czyż nie jest to droga do najtańszego powszechnego źródła energii - zwrócili na ten fakt uwagę fizycy zajmujący się wyładowaniami gazowymi z Akademii Nauk w Moskwie. Na razie są to tylko dywagacje, domysły i przypuszczenia. Ale w urządzeniach doświadczalnych, nawet najnowocześniejszych, można utrzymać plazmę najwyżej tysiączne ułamki sekundy. Być może wyjaśnienie natury pioruna kulistego przyczyni się do rozwiązania tego ważnego problemu technicznego. Takie doświadczenia się prowadzi. Próbuje się otrzymać piorun kulisty sztucznie w laboratoriach. Czasem się to udaje, lecz niestety przypadkowo.
Jeśli fizykom uda się odkryć prawa rządzące powstawaniem i zachowaniem się pioruna kulistego, to wówczas zostanie on ujarzmiony. Zapewne to nastąpi. Ale na razie największe prawdopodobieństwo spotkania się z czerwoną kulą istnieje podczas burzy.
cdn...
Tęcza - pierwsze naukowe wyjaśnienie powstawania tęczy było dziełem Arystotelesa. Zakładało ono, że zjawisko to jest powodowane załamaniem się promieni świetlnych na kroplach deszczu. Jednak w r. 1253 Robert Grosseteste prowadzący badania w Oxfordzie wykazał, że Arystotelesowskie wyjaśnienie jest niewystarczające. Tłumaczyło ono sferyczną formę tęczy, ale nie jej kolor. Eksperymenty Grossetesta z wypełnionymi wodą szklanymi sferami pokazywały, jak promienie Słońca rozszczepiały się na kropli wody i jak towarzyszył temu zanik białego światła na rzecz kolorowych warstw. Doświadczenie kontynuował franciszkanin Roger Bacon (ok. 1292), który studiował formowanie się obrazów oglądanych przez naczynia z wodą, co odpowiadało działaniu soczewki. Pod koniec stulecia prace te zaowocowały poprawną jakościowo teorią wyjaśniającą tęczę, opracowaną przez niemieckiego dominikanina Dietricha z Fryburga. Tęcza powstaje przez rozszczepienie światła białego i odbicie go wewnątrz kropel deszczu. Łuk pierwszy to wynik jednokrotnego, a drugi dwukrotnego odbicia rozszczepionego światła wewnątrz kropli (stąd odwrócona kolejność barw i mniejsze natężenie światła). Zazwyczaj widoczny jest jedynie pierwszy łuk o promieniu zewnętrznym 42,5 stopnia, ułożony symetrycznie wokół przedłużenia prostej łączącej obserwatora ze Słońcem (barwa czerwona na zewnątrz, fioletowa wewnątrz). Drugi łuk ma promień zewnętrzny 54 stopnie i odwróconą kolejność barw.
Tęcza w poezji:
Maria Konopnicka (prawdopodobnie)
TĘCZA
A kto Ciebie śliczna Tęczo, siedmiobarwny pasie Namalował na tej chmurce jakby na atłasie? Słoneczko mnie malowało po deszczu, po burzy Pożyczyło sobie farby od tej polnej róży. Pożyczyło sobie farby od kwiatów z ogroda, Malowało Tęczę na znak, że będzie pogoda.
Galeria:
Światło zorzy polarnej bez wątpienia należy do najwspanialszych widowisk w przyrodzie dostępnych ludzkim oczom. Ciemność nocy polarnej rozdzierają drżące łuki i wstęgi fioletu oraz błękitu, niebo przecinają jasne, zielone promienie z błyszczącymi czerwonymi końcówkami. Wspaniałe białe draperie o fantastycznej wewnętrznej strukturze zmieniają swe kształty i łączą się wielokrotnie w ciągu minuty. W tym samym czasie pasma pulsującego światła tworzą widok dający się porównać jedynie ze wspaniałym zachodem Słońca, lecz pozostający w nieustannym ruchu.
Aczkolwiek mechanizmy powodujące zorzę są dość dobrze i przekonywająco wyjaśnione, to jednak pozostawała ona naukową zagadką przez wiele stuleci, a jej istnienie do dziś otoczone jest fascynującą mgiełką tajemniczości. W przeciwieństwie do tęczy, której usytuowanie pozornie zmienia się w zależności od pozycji obserwatora, zorza polarna zawsze umiejscowiona jest w określonych miejscach w górnych warstwach atmosfery. Ma ona postać podobnych do płomieni łuków czy promieni. jednakże jej zadziwiający, nieziemski blask nie jest poświatą jakiegoś płomienia, lecz przypomina raczej światło wytwarzane przez wyładowania elektryczne w lampie neonowej.
Zorze polarne - północna i południowa - najczęściej pojawiają się w dwóch pasach otaczających odpowiednio Biegun Północny i Biegun Południowy, w tak zwanych "strefach zorzowych". Zwykle rozciągają się z zachodu na wschód. Fakt, iż są niemal prostopadłe do kierunku wskazywanego przez igłę kompasową, każe przypuszczać, że mogą mieć coś wspólnego z polem magnetycznym Ziemi.
Arktyczne niebo, zwłaszcza w północnej Kanadzie, północnej Norwegii i na Szpicbergenie, stanowi znakomite tło dla najwspanialszych widowisk, gdyż jest ciemniejsze i czystsze niż niebo nad gęsto zaludnionymi obszarami Europy. Najlepszym okresem do obserwacji zorzy polarnej północnej jest luty, gdy nad północnymi regionami polarnymi przez całe tygodnie nieprzerwanie zalegają układy wysokiego ciśnienia barometrycznego.
W tym okresie zorze można obserwować niemal podczas każdej nocy, gdy niebo jest czyste, chociaż w świetle Księżyca bywają one mniej wyraźne. Najjaśniejsze gwiazdy mogą być widoczne podczas trwania zorzy, ale jej blask jest dostatecznie silny, by móc przy nim czytać.
Zorza pojawia się zwykle jako długa, pofalowana wstęga lub kurtyna, aczkolwiek czasami wygląda niczym rozmyta, bezkształtna, lecz świecąca masa. Jeżeli widoczna jest niemal nad głową, to patrząc na jej dolną krawędź odnosi się wrażenie, iż jest niezwykle cienka i wysoka; czasami rozciąga się w górę na wysokość 650-800 kilometrów, choć niektóre zorze mają wysokość zaledwie 30-50 kilometrów.
Najwyższe zorze występują zwykle w tych warstwach atmosfery, które są oświetlane promieniami słonecznymi, nawet jeżeli dla obserwatora na powierzchni Ziemi Słońce znajduje się pod widnokręgiem. Z powodu krzywizny naszego globu zorze takie, widziane w pobliżu widnokręgu, wydają się niskie. W rzeczywistości sięgają jednak wysoko w niebo, tyle że oddalone są o setki kilometrów.
Poszczególne zorze mogą wyglądać tak, jakby składały się z przypadkowo następujących po sobie pięknych i delikatnie zabarwionych form, lecz typowy spektakl zorzy - zazwyczaj związany z burzami magnetycznymi - odbywa się na ogół według pewnego scenariusza, w którym można rozróżnić pięć stadiów.
Pierwszą zapowiedzią rozpoczęcia się zorzy jest zwykle pojawienie się w północnej części nieba, wkrótce po zachodzie Słońca, łuku zielonego światła (zwanego "cichym łukiem"). Tworzą go pionowe warstwy lub kurtyny świetlne o grubości zaledwie kilkuset metrów, które biegną wzdłuż linii o tej samej szerokości geomagnetycznej. Może się rozciągać na przestrzeni setek, a nawet tysięcy kilometrów i zwykle utrzymuje się bez większych zmian mniej więcej przez godzinę
Jeżeli zaburzenie magnetyczne zanika, ginie również łuk; jeżeli jednak jego intensywność wzrasta, wówczas następuje stadium wzmożonej aktywności. Dolna krawędź łuku staje się wtedy ostrzejsza i gwałtownie jaśnieje, przybierając barwę błękitnawą i przesuwając się szybko na południe. W tym samym czasie łuk rozpada się na równoległe promienie lub wiązki promieni, rozciągając się w górę ku zenitowi. Zwykle przesuwają się one na zachód wzdłuż linii łuku.
Dalszy wzrost intensywności zorzy stanowi oznakę, że zbliża się trzecie stadium. Jest to korona zorzy polarnej, czyli najbardziej widowiskowa - choć krótkotrwała - część całego spektaklu. Kurtyna świetlna znajduje się wówczas niemal ponad obserwatorem i patrząc w nią można dostrzec okrągłe, przypominające koronę obiekty, z promieniami i pasmami zbiegającymi się w jeden punkt. Czasami korona łączy się, tworząc na niebie łuk lub obraz świetlnej flagi; bywa też, że pulsuje gwałtownie i emituje tysiące promieni przypominających strugi deszczu lub spadające strzały.
Po zaniknięciu korony następuje okres gwałtownej aktywności zorzy, zwany na Wyspach Szetlandzkich, na północ od Szkocji, "Mewy Dancers" (Weseli tancerze). Widowisko składa się w tym stadium z wstęg lub pasów świetlnych, które w pulsującym rytmie zanikają i pojawiają się znowu. Czasami towarzyszą temu rozbłyski w kształcie płomieni - najbardziej fascynujące zjawisko zorzy polarnej.
Fakt, iż zorza polarna jest związana z polem magnetycznym Ziemi, nie wyjaśnia jeszcze przyczyn jej powstawania. Podziwiający jej jasne, pulsujące barwy grecki filozof Arystoteles stwierdził, że powietrze zmienia się w płynny ogień. Od wielu jednak lat wiadomo już, że zorze polarne wytwarzane są przez cząsteczki emitowane przez Słońce. Poruszają się one z tak olbrzymią prędkością, iż są zdolne przeniknąć głęboko w górne warstwy atmosfery ziemskiej, do jonosfery. Inwazja tych szybko poruszających się cząsteczek pobudza drobiny powietrza, które zaczynają wydzielać światło i w ten sposób powstaje zorza polarna. Rozmaite jej postacie są wytwarzane przez różnego rodzaju cząsteczki.
Jasne zorze, rozciągające się na całym niebie i przechodzące przez wszystkie stadia rozwoju, wywoływane są przez rozwijające się na aktywnych obszarach powierzchni Słońca rozbłyski słoneczne. Dlatego ich natężenie zmienia się wraz z cyklem pojawiania się plam na Słońcu - najczęstsze i najwspanialsze zorze pojawiają się w dwa lub trzy lata po okresie największej aktywności plam słonecznych.
Wielu problemów związanych z zorzami polarnymi nie zdołano jeszcze objaśnić teoretycznie. Powodów niezliczonych zmian delikatnie zabarwionych kształtów oraz finezyjnej struktury polarnego widowiska można się jedynie domyślać. Współczesna nauka nie potrafi również wyjaśnić wielokrotnie stwierdzonego, zadziwiającego zjawiska: pojawiania się zórz między obserwatorami a odległymi górami.
Zorze nabrały istotnego znaczenia praktycznego w latach dwudziestych naszego wieku, gdy po raz pierwszy wykorzystano odbicie fal radiowych od jonosfery w celu zwiększenia zasięgu komunikacji radiowej. Stwierdzono wówczas, że zorze pochłaniają niektóre sygnały radiowe i powodują niekorzystne odbicia innych. Jednakże dzisiaj sygnały radiowe są transmitowane z krążących na wysokich orbitach satelitów; przechodzą zatem prostopadle przez jonosferę i w znacznie mniejszym stopniu ulegają zaburzeniom.
Wiele pytań dotyczących zórz polarnych do dziś pozostaje jednak bez odpowiedzi. Na przykład zorzy często towarzyszą krótkotrwałe pola elektryczne w górnych warstwach atmosfery, które indukują prądy na powierzchni Ziemi. Prądy te zaburzają pracę dalekopisów i telefonów, wykorzystujących długie linie komunikacyjne, a także powodują błędne odczyty aparatury używanej do poszukiwań ropy naftowej lub minerałów. Silne prądy mogą nawet uruchomić wyłączniki awaryjne, powodując przerwy w dostawie prądu, jak to się wydarzyło w marcu 1968 roku w Quebec, w Kanadzie.
Jeszcze dziwniejsze jest to, że podczas gwałtownych seansów zorzy polarnej wiele ludzi skarży się na występowanie trzaskających lub szeleszczących dźwięków. Hałasy te nie są powodowane falami generowanymi przez zorzę polarną, lecz mogą być wytwarzane na poziomie ziemi w efekcie jeszcze nie odkrytych zjawisk elektrycznych lub magnetycznych towarzyszących seansom. Zorza polarna zazdrośnie strzeże swych tajemnic.
Wiadomości o cząsteczkach opuszczających Słońce i docierających do atmosfery ziemskiej są dość wiarygodne. Problemem jednak jest to, dlaczego i jak docierają do Ziemi tylko w określonych szerokościach. Obecnie tłumaczy się to za pomocą teoretycznego "modelu równowagowego". Magnetosfera (część ziemskiego pola magnetycznego, która rozciąga się w kosmos) działa niczym gigantyczny oscyloskop, skupiający słoneczne cząsteczki w promienie, które są kierowane do regionów okołobiegunowych. Magnetosfera jest zniekształcona przez wiatr słoneczny, czyli złożoną z elektrycznie naładowanych cząstek atomowych - elektronów, protonów i jonów - plazmę. Większość tych cząsteczek jest odchylana przez zewnętrzne granice magnetosfery. Niektóre wnikają jednak do niej przez znajdujące się po ,,dziennej" - skierowanej ku Słońcu - stronie szczeliny w pasach Van Allena. Łatwo docierają one do górnych warstw atmosfery, wywołując równocześnie zorzę polarną północną i południową. Podczas ,.dziennych" godzin w okresie nocy polarnej cząsteczki te powodują czerwone zorze polarne. Część plazmy zostaje uwięziona w magnetosferze i odkształca ją, aż niektóre linie jej pola sił załamują się. Wyrzucają wówczas słoneczne protony i elektrony do jonosfery, około 100 kilometrów ponad powierzchnią Ziemi. Protony te reagują z cząsteczkami atmosfery i wytwarzają zorzę polarną. "Cichy łuk" wskazuje prawdopodobnie, w którym miejscu słoneczne elektrony przenikają w dół, wzdłuż linii sił ziemskiego pola magnetycznego, do górnych warstw atmosfery naszej planety.
Całkowite zaćmienie Słońca należy niewątpliwie do najpiękniejszych i najbardziej niezwykłych zjawisk w przyrodzie. Wywołuje je nasz najbliższy kosmiczny sąsiad - Księżyc, który obiegając nasz glob raz na jakiś czas - który można precyzyjnie obliczyć, zasłania podczas nowiu swą wówczas ciemną tarczą oślepiająco jasną tarczę Słońca. Jeśli akurat Księżyc będzie dostatecznie blisko Ziemi aby jego tarcza zasłoniła całą tarczę słoneczną, wówczas w danym miejscu na Ziemi gdzie pada właśnie cień Księżyca zapadają ciemności i na chwilę robi się noc.
"I stała się rzecz okropna:
w miarę jak głos mówił, słońce traciło blask.
A wraz z ostatnim słowem zrobiło się ciemno jak w nocy.
Na niebie zaiskrzyły się gwiazdy, a zamiast słońca stał się czarny
krąg otoczony obrączką płomieni."
B. Prus "Faraon"
Ponieważ rozmiary cienia księżycowego na powierzchni Ziemi zazwyczaj nie przekraczają 100 km, dlatego całkowite zaćmienie Słońca w jednym i tym samym miejscu na Ziemi występuje średnio co 180 lat. Chociaż co roku na świecie dochodzi do kilku takich zaćmień to jednak z powodu mocno ograniczonego zasięgu widoczne jest ono na bardzo ograniczonym obszarze stanowiącym mały ułamek procenta powierzchni lądów. Dlatego też statystycznie, szansę zobaczenia całkowitego zaćmienia Słońca przez przeciętnego mieszkańca Ziemi są znacznie mniejsze niż 50%. Ostatnie takie zaćmienie w naszym kraju miało miejsce 30 czerwca 1954 roku w północno-wschodnim krańcu - między innymi w Sejnach koło Augustowa. gdzie wczesnym rankiem na około dwie minuty zapadły ciemności.
Najbliższe takie zaćmienie w Polsce ponownie będzie widoczne dopiero w XXII wieku - tak... tak ... - dokładnie 7 października 2135 roku.
Ale nie musieliśmy czekać aż 136 lat aby zobaczyć to niezwykłe zjawisko, gdyż w środę 11 sierpnia 1999, bardzo blisko południowych granic naszego kraju, doszło właśnie do całkowitego zaćmienia Słońca. Było ono widoczne w pasie szerokości od 107 do 118 km na terenach Wielkiej Brytanii, Francji, Belgii, Luksemburga, Niemiec, Austrii, Węgier, Rumunii i Bułgarii. Niemal w samo południe na tym o obszarze zapadły prawie całkowite ciemności rozświetlane jedynie blaskiem korony słonecznej przetykanej jęzorami protuberancji (wybuchów słonecznych) oraz niezwykle pięknej tęczowej poświaty zmierzchowej rozpościerającej się wzdłuż linii horyzontu. Na niebie rozbłysnęły najjaśniejsze planety i gwiazdy. W miejscu Słońca był widoczny Księżyc i to do tego całkowicie czarny - zwrócony był do nas nieoświetloną przez Słońce stroną. Na około czarnej tarczy Księżyca rozpościerał się na duże odległości w różnych kierunkach - jasny wieniec - wspomniana już wcześniej korona słoneczna, czyli bardzo rozrzedzona ale i niezwykle gorąca - najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca. To wszystko e można było podziwiać jedynie w pasie widoczności fazy całkowitej - ale pod jeszcze jednym ważnym warunkiem - przy sprzyjających warunkach atmosferycznych. W przypadku zachmurzonego nieboskłonu, zapadną co prawda znacznie głębsze ciemności ale nic poza chmurami rzecz jasna nie da się zobaczyć. Jest na to co prawda jedna rada ale tylko teoretyczna - polecieć ponad chmury najlepiej samolotem odrzutowym i to w dodatku w kierunku przemieszczania się księżycowego cienia co daje jeszcze jedną korzyść - nawet kilkukrotne wydłużenie w czasie obserwowalnej fazy całkowitej. W praktyce wymaga to na ogół rezerwacji miejsca na pokładzie specjalnie do tego celu przystosowanego samolotu, na kilka lat naprzód i to ze "słoną" przedpłatą.
Zaćmienia Słońca mają miejsce w momencie gdy Księżyc przechodzi bezpośrednio pomiędzy Słońcem a Ziemią. Nie zdarzają się one jednak cyklicznie co miesiąc w skutek nachylenia orbity Księżyca, która jest o lekko eliptycznym kształcie. Orbita Ziemi wokół Słońca jest także eliptyczna. Stąd też biorą się różnice w wielkości Księżyca na niebie o różnych porach roku. Średnio raz w roku Księżyc przechodzi bezpośrednio przed Słońcem. Gdy jest w tym czasie tej samej wielkości bądź większy niż Słońce, na Ziemi obserwujemy wówczas zaćmienie całkowite Słońca.
Cień Księżyca, widok korony słonecznej na zaciemnionym lecz nadal dziennym niebie stanowią niebywałe przeżycie dla obserwujących te zjawiska ludzi. Istnieje także dość duża grupa miłośników zaćmień, którzy są jakby uzależnieni od obserwacji tego zjawiska. Spędzają oni lata i tysiące dolarów na podróżowaniu szlakiem kolejnych zaćmień. Zeszłoroczne zaćmienie z 11 sierpnia było nawet bardziej atrakcyjne z tego względu, że słońce było wówczas u progu wzmożonej aktywności. Co 11 lat Słońce przechodzi taki właśnie stan wzmożonej aktywności i na jego powierzchni roi się wówczas od plam słonecznych, korona rozrasta się osiągając stan kilkakrotnie większy od stanu normalnego. Zaćmienie nastąpiło zaledwie 9 miesięcy przed przewidzianym stanem maksymalnej aktywności, który ma nastąpić w połowie roku 2000.
Na obrazku: Dnia 11 sierpnia 1999 zaćmienie było widoczne w wielu krajach europejskich (Anglia, Niemcy, Austria, Węgry, Bułgaria), a także w Pakistanie, Indiach, północno-wschodniej części Ameryki Północnej oraz na niektórych terenach Azji. Pas całkowitego zaćmienia jest zaznaczony żółtą i niebieską linią. Mapa autorstwa: F. Espenak, GSFC/ NASA.
Poza obserwacją korony słonecznej ważnym elementem każdego zaćmienia jest cień rzucany przez Księżyc. Obliczono że podczas zbliżania się pełnego zaćmienia cień Księżyca przemierza Ziemię z prędkością wynoszącą ponad 1600 kilometrów na godzinę. Michael Maunder i Patrick Moore w swojej książce The Sun in Eclipse napisali: Odnosi się wrażenie jakby rozległy ciemny płaszcz gnał w twoim kierunku, otaczając cię: ogólne wrażenie może być opisane tylko jednym słowem "niesamowite".
Natychmiastowe nadejście księżycowego cienia ma silny wpływ na przyrodę. Ciemności całkowitego zaćmienia przypominają noc. Roślinność i zwierzęta reagują zgodnie z rytmami biologicznymi, to znaczy tak jakby zbliżała się noc. Ptaki przestają śpiewać i wracają do gniazd, dzienne kwiaty zamykają się, a temperatura opada na skutek chłodu niesionego przez cień Księżyca. Odnosi się wrażenie jakby cała przyroda robiła sobie przerwę na ten krótki czas dziennych ciemności.
Ponieważ promienie słoneczne nie dochodzą bezpośrednio do Ziemi, są one w pewny sposób blokowane przez Księżyc, niektóre jaśniejsze gwiazdy i planety są widoczne na niebie. Zeszłoroczne zaćmienie wystąpiło jeden dzień przed maksimum aktywności roju meteorów Perseidó przed
Maksymalny czas trwania pełnego zaćmienia wynosił 2 minuty i 22 sekundy dla obserwatorów z południowej i centralnej części Rumunii. Jedno z najdłuższych zaćmień trwające około 6 minut nastąpi w roku 2009 na obszarze Oceanu Spokojnego.
Jedno z najciekawszych badań związanych z zaćmieniem Słońca nie ma nic wspólnego z astronomią. Biolodzy i zoolodzy czasami przeprowadzają badania nad rytmami biologicznymi organizmów żywych podczas zaćmienia. W latach 1954 i 1975, dwóch polskich zoologów - R. Wojtusiak i Z. Majlert przeprowadzili zestaw unikalnych eksperymentów w których poddali obserwacji zachowanie ssaków, ptaków i owadów podczas siedmiu zaćmień różniących się stopniem zakrycia tarczy słonecznej, wliczając także całkowite zaćmienie. Odkryli że dzienne zwyczaje ssaków zostały w niewielkim stopniu zachwiane na skutek zaćmienia, lecz ptaki a jeszcze bardziej owady odczuły to zjawisko w znacznym stopniu. Ptaki jak i owady wykazywały silny niepokój, traktując zaćmienie jako noc. Zaobserwowano że najbardziej wyczulone gatunki pszczół powracały do swoich pasiek nawet przy zakryciu tarczy słonecznej wynoszącym jedynie 19%.
Ziemia jest jedyną planetą układu słonecznego mogącą się poszczycić tak widowiskowymi zaćmieniami Słońca. A to dzięki temu że Słońce i Księżyc są prawie tego samego rozmiaru gdy są oglądane z Ziemi. Słońce jest 400 razy większe niż Księżyc, przy czym znajduje się ono 400 razy dalej od Ziemi niż Księżyc. Tabela na dole pochodzi z książki Maunder'a i Moore'a pod tytułem The Sun in Eclipse, a obrazuje ona fakt, że nie ma innej planety która byłaby w tak dogodnym położeniu, w sensie odległości od Słońca i wielkości oraz orbity Księżyca, jak nasza Ziemia i aby możliwa była obserwacja zjawiska takiego jak zaćmienie Słońca.
Na obrazku: Pełne zaćmienie Słońca, z widoczną koroną słoneczną otaczającą Księżyc. Zdjęcie to jest połączeniem różnych fotografii przedstawiających zaćmienie które nastąpiło 11 lipca 1991. Autorzy: Steve Albers, Dennis di Cicco (Sky & Telescope Magazine), Gary Emerson (E. E. Barnard Obs.) Prawa autorskie - Copyright: Steve Albers. Udostępnienie Astronomy Picture Of the Day.
Często zadawano pytanie czy podobieństwo średnicy pozornej Księżyca i Słońca jest czystym przypadkiem. W wyniku braku dalszych danych dotyczących rozmiarów, układu i rozmieszczenia gwiazd, księżyców i planet w innych układach słonecznych, jedyną odpowiedzią jest "tak". Jednakże dla mieszkańców Ziemi jest to szczęśliwy zbieg okoliczności.
11 sierpnia 1999 o godzinie 11:31 na Atlantyku, 300 km na południe od wybrzeży Nowej Szkocji, zaczęło się całkowite zaćmienie Słońca, które następnie było widoczne w zachodniej i środkowej Europie. Niestety Polskę ominęło, choć w południowej części naszego kraju Księżyc zakrył ponad 90% tarczy słonecznej (patrz tabela poniżej). We Wrocławiu moment maksymalnego zaćmienia przypadł na 12:46 (91%). Chcąc obejrzeć częściowe zaćmienie na polskich terenach, najlepiej było wyjechać do Kotliny Kłodzkiej, Beskidu Żywieckiego albo w Tatry. Przystępując do obserwacji, pamiętajmy, że nigdy nie wolno patrzeć na Słońce gołym okiem (ani tym bardziej przez lornetkę lub teleskop). Zlekceważenie tej zasady grozi uszkodzeniem lub nawet utratą wzroku. Patrząc w Słońce, pamiętajcie o odpowiednich filtrach chroniących oczy.
MIEJSCE Start MAX Koniec Jak widać?
BIAŁYSTOK 11:35.8 12:53.9 14:10.6 82.4%
BYDGOSZCZ 11:28.1 12:46.5 14:04.5 85.4%
GDAŃSK 11:29.7 12:46.8 14:03.5 81.9%
KATOWICE 11:28.6 12:49.0 14:10.0 92.0%
KIELCE 11:31.3 12:51.8 14:11.2 89.4%
KOSZALIN 11:26.2 12:43.4 14:00.7 83.7%
KRAKÓW 11:30.0 12:51.3 14:11.5 91.9%
LUBLIN 11:34.5 12:54.6 14:13.0 87.2%
ŁÓDŹ 11:29.8 12:49.5 14:08.3 87.8%
OLSZTYN 11:32.1 12:49.7 14:06.4 82.3%
POZNAŃ 11:26.1 12:45.2 14:04.1 87.8%
RADOM 11:32.4 12:52.3 14:10.9 87.4%
SZCZECIN 11:23.5 12:41.3 13:59.6 86.4%
TORUŃ 11:29.0 12:47.4 14:05.4 85.3%
WAŁBRZYCH 11:24.5 12:45.0 14:05.4 92.4%
WARSZAWA 11:32.2 12:51.5 14:09.6 85.9%
WROCŁAW 11:25.9 12:46.1 14:06.1 91.0%
ZAKOPANE 11:29.9 12:51.5 14:11.9 92.6%
ZIELONA GÓRA 11:23.9 12:43.3 14:02.9 89.8%
W ciągu 3 godz. i 5 min plama cienia księżycowego pokonała dystans około 14 tys. km i okryła 0.2% powierzchni Ziemi. Następne zaćmienie będzie możnaobserwować z Namibii, 21 czerwca 2001r.
W Polsce natomiast najbliższe zaćmienie całkowite będzie widoczne dopiero w 2135 roku!
O 12:10 szeroki na 103 km cień Księżyca padł na pierwszy skrawek Europy na położone na zachód od Kornwalii wyspy Scilly. Poruszając się z prędkością 3300 km/godz., dotarł minutę później do wybrzeży Kornwalii. Przesunął się po Plymouth, gdzie maksymalny czas całkowitego zaćmienia wyniósł 1 min 39 s, ominie od południa Londyn, padł na jedną z Wysp Normandzkich i o 12:17 osiagnął terytorium Francji. Ominąwszy od północy Paryż, przemknął następnie nad winnicami Szampanii (w której maksymalny czas trwania zaćmienia całkowitego będzie już o 34 s dłuższy niż w Kornwalii), po czym, zaczepiając o Belgię i Luksemburg, przesunął się nad Niemcy. W pasie całkowitego zaćmienia znalazły się m.in. Karlsruhe, Stuttgart, Augsburg i Monachium. W pobliżu Monachium prędkość cienia zmniejszyła się do 2700 km/godz.; jego szerokość wzrosła do 109 km. O 12:41 Księżyc zasłonił Słońce na granicy niemiecko-austriackiej. Tuż za nią padł na Salzburg, po czym musnął Linz i Graz.
O 12:47 Słońce zostało całkowicie zakryte nad granicą austriacko-wegierską. Na Węgrzech pas całkowitego zaćmienia objął miasta Szombathely i Szeged oraz całe jezioro Balaton, nad którym ciemność zapadła na 2 min 22s.
W Rumunii, zaćmienie rozpoczęło się o 13:03 osiągając maksimum w pobliżu miasta Rimincu-Vilcea, gdzie Słońce zostało najdłużej zasłonięte, bo aż na 2 minuty i 23 sekundy. Poruszający się z prędkością 2450 km/godz. cień Księżyca miał wtedy 112 km szerokości. Oprócz Rimnicu Vilcea w pasie calkowitego zaćmienia znalazły się miasta Arad, Timi-Soara, Petro-Sani, Pite-Szti, Ploeszti i Bukareszt (to ostatnie niemal dokładnie w jego środku).
Wkrótce potem, zaczepiwszy o pólnocno-wschodnią Bułgarię, cień Księżyca przesunął się między Konstancą i Warną nad Morze Czarne.
O 13:21 Słońce schowało się za Księżyc w Turcji, na której terenie pas całkowitego zaćmienia rozciągnął się na długości niemal 1000 km wzdłuż linii wyznaczonej przez miasta Kastamonu, Turhal i Batman. Cien Księżyca opuścił Turcję o 13:45, po czym przesunął się nad Syrią, Irakiem, Iranem, Pakistanem i Indiami. Całkowite zaćmienie zakończyło się o 14:36 na wodach Zatoki Bengalskiej.
Widok zaćmienia Słońca nad horyzontem w Polsce centralnej.
Fazy zaćmienia zaznaczono co 10 min, począwszy od godz. 11:00
(tarcza Słońca została powiększona)
Uwaga, uszkodzeniu siatkówki spowodowanemu przez zbyt intensywne światło nie towarzyszą żadne sygnały ostrzegawcze w postaci pieczenia lub bólu! Nie szarżujmy więc i nie patrzmy wprost na Słońce, póki zza Księżyca wystaje choćby wąziutki rąbek jego tarczy. Mrużenie oczu nie uchroni nas przed obrażeniami. Zagrożenie znika jedynie podczas całkowitego zaćmienia, które nie tylko może, ale nawet powinno być oglądane gołym okiem. Jednak zarówno przed fazą całkowitego zaćmienia, jak i po niej musimy posługiwać się odpowiednim filtrem. Skuteczny filtr nie może przepuszczać więcej niż 0.0003% słonecznego światła widzialnego i nie więcej niż 0.5% słonecznego promieniowania podczerwonego.
Jak oglądać zaćmienie?
Jeżeli mamy jakiekolwiek wątpliwości co do jakości dostępnych filtrów, lepiej zdecydować się na obserwacje pośrednie. Oglądamy wtedy nie samo Słońce, lecz jego obraz rzutowany na niewielki ekran, którym może być zwykła kartka papieru trzymana za okularem lornetki lub teleskopu. Komfort obserwacji wzrośnie, gdy ekran przymocujemy do naszego przyrządu obserwacyjnego, a sam przyrząd osadzimy na statywie z przegubem kulowym.
Nie mając lornetki lub teleskopu, możemy posłużyć się własnoręcznie wykonanym przyrządem typu camera obscura. Można go zrobić z rury o długości co najmniej 1 m. Jeden z jej końców zaklejamy białym papierem lub pergaminem, który będzie pełnił rolę ekranu. Na drugim końcu mocujemy folię aluminiową, w której na osi rury wykłuwamy niewielką dziurkę. Następnie rurę kierujemy na Słońce, w taki jednak sposób, aby przy tym nie patrzeć na nie. Można to osiągnąć, obserwując cień rury, który przy jej właściwym ustawieniu ma najmniejsze rozmiary.
Zmontowanie przyrządu czy zestawu obserwacyjnego i nabranie wprawy w jego obsłudze zabiera jednak trochę czasu, toteż i w tym przypadku nie warto odkładać przygotowań na ostatnią chwilę.
Zaćmienie w fotografii
Słońce świeci tak jasno, tak bardzo jaskrawa jest jego tarcza, że nie ma mowy o dostrzeżeniu gołym okiem jakichś szczegółów. Dlatego fotografowanie słońca nawet podczas jego zaćmienia nie należy do zadań łatwych. Od razu trzeba sobie uzmysłowić, że żadne aparaty automatyczne nie będą w stanie ustawić prawidłowego czasu ekspozycji, ponieważ ich światłomierze zbyt uśredniają pomiary, a do tego obiektywy montowane w takich aparatach nie pozwolą na uchwycenie obrazu Słońca w przyzwoitej wielkości.
Do fotografowania Słońca trzeba używać klasycznych aparatów z możliwością manualnego ustawiania czasu migawki i wielkości przysłony. Jendnak to zadanie nie jest wcale proste. Oczywiście można zrobić przyzwoite zdjęcie zaćmienia używając aparatu małoobrazkowego i filmu o czułości ISO 400 lub wyższej. Dobrze jest zaopatrzyć się również w statyw, na którym umieścimy nasz aparat.
Na początku trzeba zdecydować o jakie zdjęcie nam chodzi. Czy chcemy zrobić zaćmienie w tle budynków, drzew albo ludzi? Czy może chcemy fotografować jedynie samo zaćmione Słońce? Jest to o tyle ważne, że musimy przygotować odpowiedni osprzęt optyczny (obiektywy, filtry itp.)
Nowe technologie produkcji błon fotograficznych i elektronika zaszyta w nowoczesnych aparatach sprawiają, że fotografowanie zaćmienia jest o wiele łatwiejsze niż kiedyś. Nawet początkujący i słabo zaawansowani fotoamatorzy mogą zrobić dobre zdjęcie pod warunkiem, że szczegółowo zaplanują całe zadanie. Musimy pamiętać, że zaćmienie będzie trwało jedynie kilka minut i nie będzie czasu na eksperymenty. Następna szansa pojawi się dopiero za kilka lat.
FILM Jeśli będziesz miał do dyspozycji tylko jeden aparat i jedną rolkę filmu proponujemy użyć czulszej błony (np. ISO 400 lub więcej z nowych propozycji renomowanych firm fotograficznych). Czulszy film wymaga krótszego czasu naświetlania i łatwiej wykonać poprawne zdjęcie przy gorszych warunkach oświetleniowych. Filmy o niższej czułości (np. ISO 100 lub mniej) wymagają dłuższego czasu ekspozycji i nadają się dla bardzo dobrych warunków oświetleniowych. Dlatego uniwersalnym rozwiązaniem będzie użycie filmu o dostatecznie wysokiej czułości, który pozwoli na pracę w różnych warunkach.
FILTRY Kiedy oglądamy bądź fotografujemy poszczególne fazy zaćmienia Słońca musimy używać specjalnego słonecznego filtra. W odpowiedni zestaw filtrów możemy się zaopatrzyć w sklepach fotograficznych.
OBIEKTYW Jeśli zdecydowaliśmy się na fotografowanie samego zaćmienia Słońca i jego poszczególnych faz to powinniśmy zaopatrzyć się w obiektyw z długą ogniskową (teleobiektyw). Zadowalającym rozwiązaniem może być już obiektyw o ogniskowej 200 mm, a takie obiektywy są często dodawane do nowych zestawów fotograficznych. Warto więc przy zakupie wybrać zestaw z wieloma obiektywami, które pozwolą nam na lepsze wykorzystywanie naszego aparatu. Oczywiście im dłuższa ogniskowa naszego obiektywu tym lepiej - tym większe zbliżenia będziemy w stanie uzyskać.
PERSEIDY
Dodatkową atrakcją w czasie zaćmienia Słońca 11 sierpnia 1999 był rój meteorów zwanych Perseidami - poinformował PAP Arkadiusz Olech z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.
W pierwszej połowie sierpnia Ziemia przechodzi przez rój Perseid. Kulminacja przypada 8-13 sierpnia, co zbiegło się z terminem zaćmienia Słońca. Być może uda się w czasie zaćmienia zobaczyć też błyski płonących w górnej atmosferze meteorów.
Perseidy (nazwane tak, gdyż nadlatują z kierunku gwiazdozbioru Perseusza) są niewielkiej wielkości okruchami - pozostałością komety odkrytej w 1862 roku, utożsamionej później z kometą Swift-Tuttle. Pojawia się ona w pobliżu Ziemi co 20-30 lat. Ostatnio obserwowano ją w 1992 roku.
Perseidy - to jeden z najbardziej efektownych rojów meteorów - w okresie kulminacji można przy bezchmurnym niebie obserwować w ciągu godziny nawet kilkadziesiąt płonących meteorów, widocznych w postaci niewielkich błysków.
Pojawiają się one regularnie co roku w sierpniu. Pierwsze obserwacje Perseid prowadzono już w XII wieku. Nie można jednak przewidzieć koncentracji meteorów. W poszczególnych latach można trafić na zgęszczenia lub rozrzedzenia roju.
W tym roku Perseidy powinny być szczególnie intensywne. Kometa, która stosunkowo niedawno przeleciał koło Ziemi naniosła wiele materiału. Spotkanie z Perseidami nie stwarza dla Ziemi żadnego niebezpieczeństwa. Są to bardzo drobne gramowe okruchy, które momentalnie spalają się w górnych warstwach atmosfery - wyjaśnił Olech.
Materiały zostały zaczerpnięte ze stron:
· http://www.nasa.warka.pl/eclipse.html
· http://www.proszynski.com.pl/WiedzaiZycie/1999/luty/zacmienie/index.html
· http://www.rumunia.wizards.pl/zacmienie.htm
· http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/TSE1999/T99animate.html
· http://www.wiz.pl/wiedzaizycie/1999/sierpien/zacmienie/index.html
Wygenerowano: 04-10-2003 07:32:56