Cerul in zonele polare

South Pole Telescope
South Pole Telescope – Telescop cu oglinda de 10 m diametru, instalat in Antarctica

Sursa imagine: Wikipedia

I:Cum vede un observator aflat la Polul Nord / respectiv Sud al Pamantului rasaritul si apusul Lunii in timpul iernilor polare? Care ar fi deci miscarea Lunii pe cerul Polar?
Haideti sa ne imaginam ca am face o calatorie la unul din polii planetei noastre. Oare cum ar arata cerul nocturn si diurn spre deosebire de cel de acasa.
In primul rand , desi probabil multa lume cunoaste acest lucru, trebuie sa amintesc faptul ca in zonele polare, mai exact in zonele interioare cercului polar de nord , respectiv de sud ( la latitudini de peste 66°33′45.8″ mai exact ) atat noaptea cat si ziua dureaza 6 luni de zile. Acest lucru se datoreaza inclinatiei axei de rotatie a Pamantului in raport cu planul orbitei ( inclinatie de circa 23 de grade ) care face ca intotdeauna una din zonele polare sa fie indreptata continuu catre soare atata timp cat Pamantul parcurge jumatate din orbita , respectiv cealalta zona polara este umbrita timp de 6 luni iar apoi rolurile se schimba pentru cealalta jumatate de an.

Soarele
Haideti sa vedem cum vom observa soarele parcurgand bolta cereasca daca vom sta fix la Polul Nord. Suntem obisnuiti ca soarele sa rasara dimineata in zona estica, mai devreme sau mai tarziu in functie de sezon, sa parcurga bolta cereasca pe un arc de cerc cu inaltimea maxima aflata pe directia sudului si sa apuna in zona vestica seara, tot asa mai devreme sau mai tarziu in functie de anotimp. La pol insa vom observa un parcurs radical diferit. Soarele va rasari la data de 21 martie si se va ridica pe cer incet invartindu-se in jurul nostru la inceput aproape de orizont. In 24 de ore el va parcurge un cerc complet pe cer ajungand deasupra punctului de rasarit, dar foarte putin mai sus pe bolta decat in ziua precedenta. Acest parcurs se va repeta timp trei 3 luni Soarele urcand treptat pana la o inaltime de 23 de grade dupa care va incepe o coborare lenta in spirala in acelasi mod ajungand sa apuna la data de 23 septembrie. De mentionat ca descrierea anterioara se refera la o pozitie de observare situata la Polul Nord. De la Polul Sud insa vom vedea acelasi lucru doar ca „in oglinda” soarele rasarind la echinoctiul de toamna si apunand la cel de primavara.
Pentru a putea ilustra mai bine fenomenele descrise mai jos am realizat cateva animatii cu ajutorul software-ului Stelarium. Animatiile realizate prezinta intreg cerul asa cum ar putea fi filmat de la Polul Nord, utilizand o camera ce poate filma simultan, printr-un obiectiv special, tot cerul dar si relieful din zona orizontului. Fireste imaginea obtinuta prin astfel de metode este nenatural deformata pe marginile exteroare dar ne va ajuta sa intelegem mai bine fenomenele prezentate. Animatiile prezinta derularea evenimentelor la o viteza cosiderabil mai mare decat scurgerea naturala a timpului , prezentand scurgerea unei intregi zile pe parcusul unui minut si la anumite momente chiar la viteze mai mari.
Rasaritul si drumul Soarelui pe cer la Polul Nord ( Viteza de curgere a timpului este de 11 secunde = 1 zi cu cateva momente de accelerare mai mare a timpului )

Stelele

Daca tot ne-am imaginat ca a apus soarele la Polul Nord, unde am incercat sa va duc cu ajutorul imaginatiei, haideti sa vedem cum va arata cerul nocturn ( pentru 6 luni ) la pol. Ei bine, avand in vedere ca suntem pozitionati fix pe axa de rotatie a Pamantului vom vedea nici mai mult dar nici mai putin de jumatate din stelele de pe cer. Vom observa cum bolta cereasca se va roti lent in jurul nostru completand o rotatie completa odata la aproximativ 24 de ore Datorita miscarii in paralel a Pamantului pe orbita obiectele nu vor efectua o rotatie completa in exact 24 de ore miscarea aparenta a boltei fiind rezultatul combinarii miscarii de rotatie al carei efect este net preponderent cu cea de revolutie in jurul Soarelui. Nici o stea nu va apune si nici o stea nu va rasari. Toate stelele isi vor pastra aceeasi inaltime pe cer rotindu-se aparent in jurul nostru cum am precizat. De fapt senzatia de rotatie este o iluzie, nu cerul rotindu-se in jurul nostru, ci Pamantul pe care noi stam rotindu-se in raport cu bolta cereasca. Este ca si cum ne-am aseza cu un scaun in centrul unui carusel care se roteste lent, realizand o rotatie completa in 24 de ore, si observand peisajul din jurul nostru aparent rotindu-se in jurul nostru.

Cerul nocturn la Polul Nord ( Viteza de curgere a timpului este de 80 secunde = 1 zi )

Aurorele Boreale

Daca tot e noapte si suntem la pol, sigur nu vom rata observarea unui fenomen extraordinar de spectaculos : aurorele. Aurorele sunt fenomene luminoase impresionante, vizibile in zonele polare datorita faptului ca structura campului magnetic din aceste zone permite patrunderea in atmosfera a unor particule incarcate electric si provenite din vantul solar. Aceste particule interactioneaza cu zona inalta a atmosferei si produc o ionizare a gazului din acele zone. ( Vantul solar e un flux de plasma emis continuu de soare pe langa lumina pe care o observam direct. Pe langa aurore vantul solar este cauza producerii cozii cometelor dar se pare ca ar putea fi utilizat pe viitor si in zborurile spatiale, lucru care este probat chiar in aceasta perioada de proiectul LightSail al Planetary Society).
As avea nevoie probabil de foarte multe cuvinte pentru a descrie o aurora in asa fel incat sa v-o puteti imagina intr-un mod corect asa ca prefer sa va prezint cateva filmari de pe youtube cu ajutorul carora va veti face o idee mai exacta asupra frumusetii si maretiei acesui fenomen.

Si o filmare din spatiu…

Luna

Dupa ce ne-am delectat putin cu minunatul spectacol al aurolelor, haideti sa revenim la subiectul nostru. Ce se va intampla cu Luna atunci ca o observam de la unul din poli? Ei bine Luna se va comporta intr-un fel asemanator cu Soarele. Ea va rasari la un moment dat, dupa care va incepe sa se roteasca in jurul nostru urcand pe o spirala pe cerul polar. Dansul Lunii insa va fi ceva mai scurt deoarece ea parcurge o rotatie in jurul Pamantului in circa 28 de zile. Cum de la fiecare pol vedem doar jumatate din ecliptica dar tot timpul aceeasi parte, si cum orbita Lunii se afla cu aproximatie in planul eclipticii , avand o inclinatie fata de aceasta de aproximativ 5 grade, vom vedea de fiecare data Luna cand parcurge jumatatea de orbita vizibila de la polul la care ne aflam, deci parcursul Lunii pe cerul polar de la rasarit la apus va avea jumatate din timpul de rotatie al Lunii in jurul pamantului rezultand deci 14 zile. (ecliptica este intersectia planului orbitei Pamantului cu bolta cereasca . Cu mici variatii toate planetele dar si Soarele si Luna vor fi observate parcurgand cerul in zona eclipticii ea putand fi asimilata cu planul Sistemului Solar) In concluzie Luna va rasari, va parcurge o spirala ascendenta in jurul nostru timp de circa 7 zile dupa care va incepe sa coboare pe o spirala catre apus, urmand ca dupa apus sa devina vizibila de la polul opus al planetei. Peste inca 14 zile luna va reveni pentru inca o plimbare de 2 saptamani pe cer si asa mai departe. De subliniat aici faptul ca daca Pamantul nu s-ar roti traseul Lunii ar fi un arc de cerc intre rasarit si apus ce ar fi parcurs in 14 zile. Drumul „spiral” pe cer se datoreaza compunerii miscarii Lunii in raport cu bolta cereasca cu miscarea de rotatie a Pamantului ( perceputa de noi ca miscarea boltei ceresti ) dar si cu cea de revolutie a Pamantului in jurul Soarelui, cea din urma insa avand o pondere mai mica in toata aceasta combinatie.

Planetele

Din motive asemanatoare ca si in cazul Lunii ( vedem doar jumate din ecliptica si tot timpul aceeasi jumatate ) planetele exterioare (cele aflate mai departe de Soare decat Pamantul) vor avea un comportament relativ asemanator cu cel al Lunii, rasarind la un moment dat si parcurgand o spirala pe cer, timpul dintre rasarit si apus fiind cu aproximatie timpul in care planeta parcuge o jumatate orbita in jurul Soarelui. In cazul planetelor interioare situatia e putin mai complicata. Ele vor putea fi observate balansand in estul si vestul Soarelui in perioada in care acesta este pe cerul Polar sau in anumite cazuri putin inainte de rasarit respectiv putin dupa apusul Soarelui. In mod evident pe parcursul zilei polare aceste planete vor fi imposibil de observat cu ochiul liber datorita iluminarii cerului diurn de catre Soare deci le vom putea observa cu ochiul liber doar in zilele din apropierea echinoctiilor.

 

De precizat ca toate obiectele din Sistemul Solar se vor ridica pe cerul Polar pana la o altitudine de aproximativ 23 de grade ( data de inclinarea orbitei terestre ) cu posibile variatii de cateva grade in jurul acestei valori, in functie de inclinatia pe care o au orbitele unor planete in raport cu planul Sistemului Solar, inclinatii care in general sunt de ordinul a catorva grade. De asemena as vrea sa mentionez ca in general prezentarea s-a axat pe ideea observarii de la Polul Nord terestru, dar fenomenele se produc perfect similar dar „in oglinda” la celalalt pol, adica astrii se vor misca in sens invers. O animatie demonstrativa mai jos.

Am prezentat pana in acest punct fenomenele ceresti asa cum ar fi observate exact de la pol, sau dintr-o vecinatate apropiata. In principiu insa in interiorul intregului cerc polar fenomenele prezentate vor fi observate asemanator cu ce am prezentat doar cu mici diferente . In cazul boltei ceresti daca ne indepartam de pol vom incepe sa vedem ceva mai mult din bolta cereasca, punctul de pe bolta in jurul caruia sa va roti bolta nemai fiind in centrul boltei ci la un numar de grade de centru , pozitie definita de longitudinea si latitudinea observatorului. Desi o mare parte din stele vor ramane circumpolare (se rotesc pe bolta in jurul polului nord ceresc fara sa rasara sau sa apuna vreodata) intr-o zona din vecinatatea orizontului (zona sudica daca suntem la Polul Nord si nordica daca suntem la Polul Sud) stelele vor rasari si apune dar pe o fasie ingusta din zona respectiva , fasie care devine tot mai lata pe masura ce ne indepartam de pol. Si miscarea Soarelui, Lunii si a planetelor va fi usor diferita. Spiralele parcurse de obiecte pe cer nu vor fi centrate in mijlocul cerului observat de noi, acest lucru avand ca rezultat faptul ca in rotatia in jurul nostru obiectele se vor ridica si cobora repetat in fiecare zi , si asta in afara de miscarea de urcare lenta/coborare lenta pe bolta inregistrata de la o zi la alta.

 

Cerul in interiorul cercului polar de nord dar mai departe de pol doar la 70 de grade latitudine. Observati ca in stanga sus unele stele rasar si apun in dreapta sus.

Sper ca aceasta calatorie imaginara la pol pentru a privii cerul v-a facut placere si ca ma veti insotii si in alte astfel de calatorii prin diverse zone din Univers prin intermediul unor articole viitoare.

Back To Top