Od Sasa do NASA

Poprzedni weekend minął pod znakiem astronomii. Na niebie rozegrał się kolejny, niezapomniany spektakl – Merkury przeszedł przed tarczą słoneczną. Czekałem na to wydarzenie trzymając kciuki. Pogoda była bardzo słaba i nic nie zapowiadało tego, że uda mi się cokolwiek zobaczyć, a tym bardziej spełnić jedno z moich fotograficznych marzeń.

Zacznijmy jednak od samego początku. Ponad 13 miliardów lat temu nastąpił Wielki Wybuch. No, może trochę przesadziłem, zacznijmy nieco później. Ponad 4,6 miliarda lat temu powstało nasze Słońce. Wyłoniło się z chmury pyłów i gazów, stopniowo zbierając wirującą wokół siebie materię, aż w końcu nastąpił zapłon. Sto milionów lat później, z resztek tego wirującego, pierwotnego dysku uformowały się planety. To właśnie temu dyskowi materii zawdzięczamy budowę naszego Układu Słonecznego, a szczególnie to, że planety okrążając gwiazdę macierzystą, poruszają się na prawie jednakowej płaszczyźnie. Konsekwencją tego są na przykład tranzyty planet. Co jakiś czas planety wewnętrzne, obserwowane z tych bardziej zewnętrznych, przechodzą przez tarczę słoneczną. Z Merkurego nie obejrzymy żadnego tranzytu, bo przed nim nic nie ma. Z Ziemi możemy dostrzec tranzyty Merkurego i Wenus. Podczas obserwacji z Jowisza, do dwóch wymienionych planet, dodamy Ziemię i Marsa. I tak dalej, aż do Neptuna, z którego można zobaczyć tranzyty wszystkich pozostałych siedmiu planet. Tranzyt Merkurego zdarza się dość rzadko, ale nie aż tak rzadko jak tranzyt Wenus (dwa razy na sto lat). Nasza najmniejsza planeta widoczna jest na tle Słońca średnio 13 razy w ciągu stulecia. Ostatni taki przypadek miał miejsce całkiem niedawno – w roku 2016, natomiast kolejny nastąpi w 2032. Poprzednim razem udało mi się obserwować i fotografować to ciekawe zjawisko i oczywiście chciałem zobaczyć je ponownie.

Poniedziałek zaczął się beznadziejnie – chmury do samej ziemi i ogólna szarość. Nie było najmniejszych szans na obserwowanie czegokolwiek na niebie. Zająłem się innymi rzeczami, co jakiś czas spoglądając w górę. Gdzieś w okolicach południa, godzinę przed rozpoczęciem zjawiska, zdarzył się meteorologiczny cud. Chmury rozstąpiły się, niebo zbłękitniało i oczyściło się całkowicie. Ponieważ Słońce zasłaniał mi akurat jeden z bloków, wziąłem aparat oraz filtr Baadera i poszedłem szukać miejsca na obserwację. Obok mojego bloku znalazłem pustą ławkę z pięknym widokiem na naszą gwiazdę. Tranzyt rozpoczął się o 13:35. Udało mi się zarejestrować moment wejścia Merkurego na tarczę Słońca, chwilę później tzw. drugi kontakt, czyli moment, kiedy planeta swoją krawędzią oddzielała się krawędzi Słońca. W tej chwili następowało też ciekawe złudzenie optyczne – wydawało się, że Merkury nie może oderwać się od brzegu tarczy, jego powierzchnia wydłużała się przypominając kroplę. Kilka następnych minut minęło na fotografowaniu wędrówki planety. Niestety, Słońce znajduje się akurat w minimum swojej aktywności. Na jego powierzchni nie ma aktualnie nawet najmniejszej plamy słonecznej. Całe zjawisko wyglądało więc jak wędrówka kropki po dużym kole. Po pewnym czasie z zachodu nadszedł front niosąc ze sobą wał chmur, który przesłonił niebo całkowicie. Zebrałem sprzęt, ale i tak byłem bardzo zadowolony – po raz kolejny byłem świadkiem tranzytu, a w dodatku udało mi się zrobić trochę ciekawych zdjęć.

Na szczęście przyszło nam żyć w czasach, kiedy coś tak mało znaczącego, jak lokalna pogoda, nie jest w stanie przerwać obserwacji astronomicznych. Włączyłem Youtube i od razu wyszukałem kilkanaście relacji LIVE z różnych miejsc na Ziemi i różnych instrumentów. Oczywiście, największe wrażenie robiły przekazy z Solar Dynamics Observatory (SDO) – statku NASA znajdującego się na orbicie geosynchronicznej i wyposażonego w bardzo różnorodny zestaw instrumentów do badania Słońca. Obrazy z tej sondy wyglądają jak coś, co przeciętny, średniowieczny obywatel rozpoznał by bez wahania jako piekło. Powierzchnia i fotosfera naszej gwiazdy są niezwykle dynamiczne, pełne pól magnetycznych, wyrzutów materii i wirów. Merkury podróżujący na ich tle robił niesamowite wrażenie. Również instrumenty umieszczone na powierzchni planety prowadziły swoje transmisje. Obserwatoria, uniwersytety, ale i zwykli amatorzy astronomii dzielili się swoją radością. Słońce można było oglądać we wszelkich możliwych pasmach (w tym moim ulubionym h-alfa) i powiększeniach. Przy okazji na wielu kanałach prowadzone były rozmowy z zawodowymi astronomami, z których można było dowiedzieć się wielu ciekawych rzeczy o historii i budowie naszego Słońca, a także o samym tranzycie. Jak zwykle w takich przypadkach cieszę się niezmiernie, że istnieje bardzo duża liczba osób, które chcą dzielić się swoją wiedzą przez sieć, a przy okazji umożliwiają zobaczenie przeciętnemu mieszkańcowi Ziemi coś, do czego na codzień ma dostęp wąski krąg specjalistów.

Siedziałem przed ekranem, śledziłem transmisje, a przy okazji zerkałem na niebo. Słońce wyszło zza bloku okryte grubą warstwą chmur. Co jakiś czas zaczynało jednak przez nie prześwitywać, a ja zrywałem się sprintem i biegłem na balkon w nadziei, że może uda się zrobić jeszcze kilka zdjęć. W czasie jednej z takich przerw udało mi się zrealizować jedno ze swoich marzeń. Być może pamiętacie, jak wielokrotnie pisałem na tej stronie o chęci zrobienia zdjęcia samolotu przelatującego na tle tarczy Księżyca. Poluję na takie ujęcie od ładnych kilku lat, ale zawsze coś mi przeszkadza i samolot mija naszego satelitę o włos. Tymczasem w poniedziałek wisiałem przewieszony przez balkon, Słońce wyszło na kilkadziesiąt sekund, udało mi się już złapać ostrość i tylko czekałem na naciśnięcie spustu migawki. Nagle, z lewej strony tarczy zaczęła powiększać się jakaś pozioma, czarna kreska. Strzeliłem instynktownie nie myśląc o niczym. Po chwili zdałem sobie sprawę, że to musiał być samolot! Drżącymi rękoma podniosłem aparat i spojrzałem na wyświetlacz. Wyszło! W miarę ostre, całkiem poprawne. Zrobiłem swoje zdjęcie marzeń! Nie tylko samolot na tle Księżyca, ale na tle Słońca i to w czasie tranzytu Merkurego. To było coś! Sprwadziłem od razu radał. Samolotem okazał się być Airbus A321-231 Turkish Airlines (TC-JRS) w wersji transportowej. Leciał w okolicach Sieradza, czyli około 50 km od Łodzi. Stąd taka mała sylwetka, ale też i niebywałe szczęście, że akurat w przerwie między chmurami napatoczył się na tarczę. Dopiero teraz uznałem ten dzień za w pełni udany.

Tranzyt Merkurego jest doskonałą okazją, żeby napisać o egzoplanetach, czyli planetach znajdujących się poza naszym Układem Słonecznym. Do niedawna nie byliśmy w stanie wykryć takich planet. Nikt nawet nie wiedział, czy gdziekolwiek istnieją jakieś planety. Teoria wskazywała, że powinny, ale udowodnienie tego było niemożliwe. Dopiero w 1992 roku po raz pierwszy udało się potwierdzić doświadczalnie ich istnienie. Dokonał tego polski astronom pracujący w USA – Aleksander Wolszczan. W 1990 roku Wolszczan wraz z Dale Frail prowadząc obserwacje za pomocą instrumentów z Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico odkryli pulsar PSR B1257+12. Dwa lata później udowodnili obserwacyjnie istnienie dwóch planet obiegających ten obiekt. Był to pierwszy przypadek uznania takich obserwacji za prawdziwe. Po nim nastąpiła lawina innych. Naukowcy z całego świata niemal codziennie odkrywają nowe planety i układy planetarne, nie tylko wokół pulsarów, ale głównie w systemach z „normalnymi” gwiazdami. Według najnowszych danych (z 17 listopada 2019), w tej chwili znamy 3039 układów planetarnych posiadających 4093 egzoplanety.
Cóż to jednak ma wspólnego z tranzytem naszej najmniejszej planety? Otóż najpopularniejsza obecnie metoda odkrywania planet pozasłonecznych to metoda tranzytów. Tak jak Merkury przeszedł między nami, a tarczą Słońca, tak odległe planety przechodzą pomiędzy Ziemią, a swoją lokalną gwiazdą. Każde takie przejście powoduje zmniejszenie jasności gwiazdy. W przypadku Merkurego jest ono znikome, natomiast jeżeli na bliskiej orbicie znajduje się planeta wielkości Jowisza, czy większa, to pociemnienie gwiazdy jest spore i dające się zaobserwować nawet z odległości kilkuset lat świetlnych. Oczywiście taka metoda wymaga cierpliwości. Planety na bliskich orbitach obiegają swoją gwiazdę w dużo krótszym czasie, niż te najdalej wysunięte. Naukowcy z Ziemi obserwują odległy układ i zauważają, że gwiazda co jakiś czas zmniejsza swą jasność. Jeżeli te wahania są regularne, na ich podstawie można obliczyć czas obiegu planety dookoła gwiazdy, wielkość orbity i szacunkową wielkość samej planety. Sposób genialny w swojej prostocie, wymagający jednak odpowiednio czułych instrumentów. Do tej pory używano w tym celu teleskopów znajdujących się na Ziemi i w kosmosie (Kosmiczny Teleskop Keplera, Teleskop Hubbla, TESS). Cały świat naukowy czeka w napięciu na umieszczenie w kosmosie nowego teleskopu o niespotykanych do tej pory możliwościach. Nastąpić powinno to w 2021 roku, a Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), bo o nim mowa, pozwoli nie tylko na wykrywanie nowych planet, ale także na analizę ich atmosfer i być może zrobienie ich bezpośrednich zdjęć. Jest więc na co czekać i za co trzymać kciuki!

Na zakończenie kącik muzyczny, dzisiaj związany oczywiście z astronomią. Postanowiłem pogrzebać nieco w mojej muzycznej pamięci, wspomóc się internetem i zebrać kilka przykładów kosmicznych inspiracji muzycznych. Oczywiście nie mówię tu o czymś tak oczywistym jak śpiewanie o gwiazdach – to było by zbyt łatwe. Pewnie w co trzeciej piosence ktoś śpiewa o tym, że miłość rozkwita w blasku gwiazd i Księżyca, a najlepsze reggae jest w gorącym świetle Słońca.
Pierwsze co przychodzi mi na myśl, to praca doktorska pod tytułem „A survey of radial velocities in the zodiacal dust cloud” autorstwa niejakiego Bryana Harolda Maya. Pracy możecie nie znać, ale autora pewnie kojarzycie – to megagwiazda, gitarzysta zespołu Queen. May równolegle z działalnością muzyczną cały czas aktywnie zajmuje się astronomią. Połączenie obu tych dziedzin zaowocowało wydanym niedawno utworem „New Horizons” poświęconym sondzie kosmicznej New Horizons, która po przelocie obok Plutona zajmuje się badaniami odległych obiektów z Pasa Kuipera.

To nie jedyny przypadek, kiedy znany artysta tworzy muzykę na cześć sondy kosmicznej. Grecki instrumentalista Vangelis skomponował album zatytułowany „Rosetta” pod wpływem rozmowy, którą odbył z przebywającym na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronautą, Andre Kuipersem. Płyta poświęcona jest oczywiście próbnikowi Europejskiej Agencji Kosmicznej nazwanym Rosetta, który badał kometę 67P/Czurjumow-Gierasimienko.

Pora na coś mocniejszego. Holenderski projekt Ayreon kierowany przez Arjena Anthonyego Lucassena znany jest z tworzenia bogatych rock-oper. Ich tematyka często ociera się o problemy związane z astronomią. Tak jest w przypadku podzielonego na dwie części albumu „Universal Migrator„. Znajdziemy w nim odniesienia do wielu kosmicznych obiektów – pulsarów, kwazarów, czarnych dziur… Teksty mają sens i związek z obecnym stanem wiedzy na temat kosmosu, przy ich słuchaniu można się czegoś nauczyć. A przy okazji przypomnieć sobie plejadę gwiazd, które gościnnie wykonują partie wokalne. Ot, choćby wokalistów Iron Maiden, Helloween czy Rhapsody of Fire.

[…]
Kierując się do rdzenia nowopowstałej galaktyki
Dotarliśmy do jasnego, podobnego do gwiazdy, źródła energii
Ten kosmiczny spektakl promieniowania powstał
Piętnaście miliardów lat temu, kiedy narodził się Wszechświat
Do kwazara!
Poza Drogą Mleczną
Przesunięcie ku czerwieni jest wysokie, jasne światło na niebie
Do ciemnej gwiazdy
Poza światłem dnia
Grawitacja jest ogromna, czarne słońce na niebie
3C273
[…]

3C 273 to oczywiście symbol prawdziwego obiektu w gwiazdozbiorze Panny – najjaśniejszego, najbliższego i pierwszego odkrytego kwazara.

Kolejny przypadek jest zupełnie inny, ponieważ muzyka nie ma wiele wspólnego z astronomią, ale za to okładka… Tak, chodzi o słynną, czarną okładkę albumu „Unknown Pleasures” zespołu Joy Division. Na ciemnym tle widać odłożone na osi przebiegi czegoś. No właśnie – czego? Okazuje się, że to zwizualizowana transmisja sygnałów radiowych z pierwszego odkrytego pulsara – CP 1919. Nie jest to jednak jakiś przypadkowy rysunek. Jego źródłem jest praca doktorska „Radio Observations of the Pulse Profiles and Dispersion Measures of Twelve Pulsars” napisana przez Harolda D. Crafta Juniora w 1970 roku. Nie chcę tu ciągnąć tematu, zainteresowanych odsyłam do artykułu „Pop Culture Pulsar: Origin Story of Joy Division’s Unknown Pleasures Album Cover” z „Scientific American„. Jest jakaś ironia w tym, że zespół wybrał na okładkę płyty przekaz z umarłej gwiazdy. Niedługo po tym wokalista grupy, Ian Curtis, popełnił samobójstwo…

Przechodzimy do najbardziej kosmicznych z kosmicznych dźwięków. Dane obserwacyjne z teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zostały przekonwertowane do sampli muzycznych, a te z kolei użyte w projekcie muzycznym ALMA Sounds. Trudno o bardziej dosadny przekaz, w tym projekcie dosłownie słyszymy sam kosmos. Podobne eksperymenty wykonywali wcześniej inni artyści wykorzystując w swoich utworach m.in. fragmenty transmisji radiowych z sond Voyager 1 i 2 czy szum radiowy odległych galaktyk.

I na koniec kolejna gwiazda muzyki elektronicznej – Mike Oldfield. Znany ze swoich związków z kosmosem, często korzystający w swojej twórczości z nawiązań do astronomii i obiektów kosmicznych. Najlepszym tego przykładem jest płyta „The Songs of Distant Earth„. Krążek zaczyna się od słów wypowiedzianych przez astronautę Williama Andersa w czasie jego lotu wokół Księżyca podczas misji Apollo 8. Utwór nosi tytuł „In the Beginning” a zsamplowana wypowiedź to początkowy cytat z Księgi Rodzaju.