Stjernehimlen i juli 2020
Les Très Riches Heures du duc de Berry, Juillet.
Juli er den midterste af de tre sommermåneder, og det man især lægger mærke til på nattehimlen er, at de svageste stjerner ikke kan ses. Sommeren på vore breddegrader er nemlig præget af de lyse nætter, og især i begyndelsen af måneden, hvor der kun er gået godt en uge siden sommersolhverv. Sidst på måneden er vi kommet så langt frem på sommeren, at der så småt igen begynder at bliver mørkt omkring astronomisk midnat. Afhængig af hvor i Danmark man bor, slutter de lyse nætter en uges tid ind i august.
De klareste stjerner lyser så meget, at de er synlige på trods af de lyse nætter. Tre af disse danner en stor ligebenet trekant højt på himlen i sydlig retning. Der er tale om Vega i Lyren, Deneb i Svanen og Altair i Ørnen, som tilsammen kaldes Sommertrekanten, men eftersom trekanten består af stjerner fra tre forskellige stjernebilleder, er den ikke i sig selv et rigtigt stjernebillede, men derimod en såkaldt asterisme.
Himlen ved astronomisk midnat midt i juli med Svanen, Lyren og Ørnen fremhævet. De to små svage stjernebilleder Pilen og Delfinen mellem Svanen og Ørnen er sværere at se på denne årstid, men til gengæld kan både Karlsvognen og Cassiopeia tydeligt ses. De tre orange ”stjerner” mod syd og øst er i rækkefølge fra højre planeterne Jupiter, Saturn og Mars.
De tre stjerner i Sommertrekanten er meget forskellige. Altair er med en afstand på kun 17 lysår en af Solens nærmeste naboer, og den har en diameter på omkring to gange Solens. Altair roterer så hurtigt omkring sin egen akse, at én rotation kun tager knap 9 timer, hvilket betyder, at overfladen ved ækvator bevæger sig med en hastighed på 240 kilometer i sekundet. Det er 66 gange hurtigere end Solen, og er så hurtigt, at stjernen er meget fladtrykt.
Vega er ligeledes meget fladtrykt på grund af en meget hurtig rotation, så dens ækvator-diameter er ligesom Altairs væsentlig større end poldiameteren. Vega var blandt de tre stjerner, som fik afstanden målt, da tre astronomer uafhængigt af hinanden i 1838 foretog nogle meget nøjagtige positionsmålinger af stjerner, som de hver især havde udvalgt. Vega ligger i en afstand af 26 lysår, og den er ca. tre gange stå stor som Solen.
Deneb er den som skiller sig mest ud. Dens afstand kendes ikke præcist, men sættes til omkring 2600 lysår, og det er den fjerneste stjerne af 1. størrelsesklasse. Årsagen til den store lystyrke på trods den store afstand er, at Deneb er en supergigant, som er 200 gange større end Solen. Hvis Deneb befandt sig i samme afstand som de øvrige to stjerner i Sommertrekanten, ville den have en lysstyrke på mag. ÷8, dvs. omtrent lige så meget som halvmånen.
De tre stjerner i Sommertrekanten sammenlignet med Solen.
I sommermånederne har vi af mangel af stjerner imidlertid et særligt fænomen, som er et særkende for Skandinavien og tilsvarende breddegrader som f.eks. Canada, England og Sibirien. Det drejer sig om lysende natskyer, hvis sæson normalt starter i slutningen af maj eller i begyndelsen af juni og varer ved i et par måneder med højsæson i ugerne omkring midsommer. Der er ikke lysende natskyer hver nat, og når de kan ses, er der ofte stor forskel på, hvor tydelige de er. Det bedste er derfor at holde øje med himlen, når vejrforholdene ser ud til at blive gunstige. NASA har flere satellitter, som er specielt beregnet til at holde øje med trykforhold, temperatur o.l. i Jordens øverste atmosfære, og disse målinger kan følges dagligt på Spaceweather.
I år begyndte sæsonen usædvanlig tidligt. NASA’s AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) satellit registrerede de første lysende natskyer den 17. maj, hvilket er den næsttidligste observation, siden satellitten blev opsendt i 2007.
Som tidligere nævnt kan man i slutningen af juli tydeligt fornemme, at de lyse nætter er ved at nærme sig deres afslutning. Himlen er mærkbart mørkere midt på natten, og det varer længere, inden der bliver lyst om morgenen. Det giver mulighed for at se efter meteorer – eller stjerneskud som er den mere populære betegnelse. Meteorer kan ses hver klar nat, og de forekommer over hele himlen. Imidlertid er der stor chance for, at nogle få stykker sidst i juli stammer fra en af årets mindre meteorsværme, nemlig De Sydlige Delta Aquarider. Denne sværms radiant ligger som navnet antyder i nærheden af stjernen Delta i den sydlige del af Vandmanden, som når at komme relativt højt på himlen inden daggry. Delta Aquariderne er en meget spredt meteorsværm, som kan ses fra midt i juli til midt i august. Maksimum forekommer omkring den 30. juli, men ZHR når sjældent op på mere end omkring 10 på vore breddegrader. I slutningen af juli kan man også være heldig at se nogle af de første meteorer fra en af årets bedste sværme, nemlig Perseiderne, som har maksimum omkring 12. august.
På kortet ses morgenhimlen den 30. juli kl. 03. Syd er nedad, og radianterne for de to meteorsværme er angivet med røde kryds. Radianterne ligger så langt fra hinanden, at man meget nemt kan afgøre, hvilken sværm et evt. meteor måtte tilhøre – såfremt der da ikke er tale om et sporadisk meteor, dvs. et meteor uden tilknytning til en bestemt sværm. Jupiter og Saturn er ved at gå ned mod sydvest, men til gengæld er Venus på vej op mod nordøst, medens Mars står mod sydøst.
Som det fremgår af de to ovenstående stjernekort, er Jupiter, Saturn og Mars synlige på sommernattehimlen – Jupiter og Saturn kommer endda i opposition i denne måned. Omkring oppositionen bevæger en ydre planet sig retrogradt, så begge planeter bevæger sig mod vest i forhold til baggrundsstjernerne, men da Jupiter er tættere på Solen end Saturn, bevæger den sig hurtigst. Afstanden mellem dem den 1. juli er 6°, og sidst på måneden er den øget til 8°. Jupiter afslutter sin oppositionssløjfe i begyndelsen af september og Saturn i slutningen af september.
Saturns og Jupiters retrograde bevægelse i juli. Bevægelsen foregår mod højre og positionen er vist for hver 5. dag.
Ved månedens begyndelse står Jupiter op ½ time efter solnedgang, og når den kommer i opposition den 14., står den op ved solnedgang. Den store planet har en lysstyrke på mag. ÷2,8 og er dermed nem at se på trods af de lyse nætter. Da den imidlertid befinder sig i Skytten, kommer den kun knap 13° over horisonten, når den står højest mod syd. Denne lave højde har stor indflydelse på, hvor mange detaljer man kan se gennem et teleskop på den 48” store skive. De to mørke ækvatoriale bælter burde dog ikke volde vanskelighe-der, og ligeledes burde det være muligt at få øje på Den store røde plet, når den befinder sig på den side, som vender ned mod Jorden. Jupiter bruger kun 10 timer til en rotation omkring sin akse, så chancerne er rimeligt gode, for at Den store røde plet bliver synlig på et tidspunkt i løbet af den korte nat. Den store røde plet er svundet en del ind i løbet af de senere år, ligesom den røde farve er blegnet, så astronomerne følger den nøje og ved ikke for nuværende, om pletten på et helt forsvinder.
Noget der ikke umiddelbart forsvinder, er de fire store måner, som sammen med yderligere 75 mindre kredser om gaskæmpen. De fire store måner kan ses i stort set ethvert teleskop, og de bevæger sig så regelmæssigt, at man kan planlægge sine observationer lang tid i forvejen. Man kan beregne månernes position i forhold til hinanden, eller hvornår de passerer enten foran eller bag Jupiter, hvor de i det første tilfælde kaster deres skygge på planetens skytoppe. Med et godt teleskop og under gode observationsforhold kan man se, at inden oppositionen er skyggen foran månen, og efter oppositionen følger den bagefter.
Io og dens skygge. Til venstre den 9/7 kl. 02, dvs. før oppositionen og til højre den 25/7 kl. 01, dvs. efter oppositionen. Bemærk den 9. at Den at store rød plet er ved at forsvinde bag Jupiters rand. Tidligere på aftenen er den synlig midt på skiven.
Saturn kommer i opposition en uge senere end Jupiter. Med en lysstyrke på mag. 0,1 er den væsentligt svagere end Jupiter, men da de få synlige stjerner i området er endnu svagere, er Saturn umulig at overse. Planeten gør sig naturligvis bedst gennem et teleskop, for med det blotte øje ser den blot ud som en stjerne. Saturns skive spænder under oppositionen over 19” og ringene over 42”. Ringene hælder 21° i forhold til synsretningen fra Jorden, hvilket skal sammenlignes med deres maksimale hældning på 27°.
Ringenes hældning under oppositionerne 2001-2029. Hældningen var senest maksimal i 2017, og i 2025 ser vi dem fra kanten.
Ringenes vekslende hældningsgrad skyldes, at Jordens og Saturns baneplaner ikke er sammenfaldende, idet Saturns baneplan har en hældning på 2½° i forhold til Ekliptika. Saturn bruger 29½ år til en omkredsning af Solen, og det indebærer, at vi i halvdelen af denne periode ser saturnsystemet ”ovenfra” og den anden halvdel ”nedefra”, og to gange ser vi direkte ind på ringplanet, og da ringene er meget smalle, forsvinder de helt ud af syne på disse tidspunkter. I øjeblikket ser vi ringenes belyste nordside, ligesom vi også ser ind på Saturns nordpol.
Ringplanets hældning i løbet af Saturns 29½ års omkredsning af Solen.
Under oppositionen den 20. juli vil den meget opmærksomme iagttager måske bemærke, at ringene synes at være lysere end Saturn, mens de normalt har omkring samme lys-styrke. Dette skyldes oppositionseffekten, dvs. det forhold, at vi har Solen lige i ryggen, så solbelyste flader (især ru eller noprede genstande såsom f.eks. sand) foran os dækker deres egen skygge, og de manglende skygger får lysintensiteten direkte foran os til at stige.
Dette billede fra Apollo 11 er et tydeligt eksempel på oppositionseffekten, hvor måneoverfladen umiddelbart omkring skyggen af astronauten lyser kraftigt op på grund af det tilbagereflekterede sollys.
Det samme sker med Saturns ringe under oppositionen. Vi befinder os præcist mellem Solen og Saturn. Solen skinner direkte på ringpartiklerne, så deres skygger bliver skjult, og tilmed består ringpartiklerne primært af is, der ligesom et katteøje eller en refleksbrik reflekterer lyset tilbage mod lyskilden.
Denne effekt kaldes også Seeliger-effekten, fordi den første gang blev undersøgt og beskrevet af den tyske astronom Hugo von Seeliger (1849-1924), der foreslog, at den bratte stigning i ringes lystyrke skyldes, at deres skygger bliver dækket, hvilket Seeliger anså som en bekræftelse af, at ringene består af individuelle partikler frem for en fast skive.
Oppositionseffekten er også den primære årsag til, at fuldmånen lyser væsentlig mere end natten før eller efter.
Mars er de seneste par måneder steget betragteligt i lysstyrke. I denne måned stiger den endnu mere, nemlig fra mag. ÷0,5 til mag. ÷1,1. Samtidig vokser dens normalt lille skive fra 12” til 15”. Alt dette skyldes, at den røde planet nærmer sig sin opposition, som finder sted med omkring 2 år og 2 måneders mellemrum.
Mars’ bane fra 1. juli til 31. december.
Oppositionen finder sted i oktober, så i hele juli bevæger Mars sig fortsat i den normale prograde retning, og oppositionssløjfen påbegyndes først til september. Mars begynder måneden i Fiskene, og efter en afstikker ind i Hvalen mellem den 8. og 26. krydser den igen grænsen til Fiskene. Himlens Ækvator krydses den 11. juli, og resten af året befinder Mars sig på den nordlige himmelhalvkugle, hvilket giver en mere favorabel opposition end den seneste, som fandt sted i juli 2018, for selv om afstanden til Mars på dette tidspunkt var det tætteste siden 2003, stod den meget lavt på himlen mellem Skytten og Stenbukken, medens den her i 2020 som nævnt befinder sig i Fiskene.
Ved et tilfælde forekom der en total måneformørkelse samme aften som marsoppo-sitionen i 2018. Måneformørkelsen var tæt på at være central, hvilket betød, at totaliteten varede 1 time og 43 minutter, hvilket er væsentligt længere end en gennemsnitlig formørkelse.
Total måneformørkelse og marsopposition over Odense Fjord 27. juli 2018.
Med den forestående Marsopposition forude, er NASA klar til at påbegynde næste Marsmission, som kaldes Mars 2020 Perseverance Rover. Roveren er næsten identisk med den igangværende Curiosity, og den er udstyret med en række videnskabelige instrumenter og kameraer til undersøgelse af landingsområdet i Jezero-krateret. Missionen inkluderer også en lille helikopter – eller vel snarere en drone – på knap 2 kilo og med 4 propeller med en diameter på 1,2 meter.
Opsendelsen fra Cape Canaveral er planlagt til at finde sted den 17. juli med en Atlas V-541 og med forventet landing på Mars den 18. februar 2021.Opsendelsesvinduet er mellem den 17. juli og 5. august, og netop opsendelsesvinduet er kritisk i forbindelse med opsendelse af rumsonder til Mars.
En rumsonde kan sendes fra Jorden til Mars med flere forskellige baneforløb. Inden opsendelsen skal mange faktorer tages i betragtning. En af de vigtige faktorer er, hvor kraftig opsendelsesraketten er, medens andre faktorer eks. er, hvorvidt rumsonden skal vende tilbage til Jorden, eller om den skal tage en omvej omkring Venus for at udnytte denne planets tyngdekraft til at slynge rumsonden ud til Mars. Opsendelsen behøver ikke nødvendigvis at finde sted, når Jorden og Mars et tæt på hinanden, men den typiske metode for at sende en rumsonde til Mars på en-vejs mission, finder imidlertid sted i tiden omkring en marsopposition.
Opsendelsen finder dog ikke sted på selve oppositionstidspunktet, hvor afstanden mellem de to planeter er mindst. Den finder sted nogle måneder forud for oppositionen, og den væsentligste årsag hertil er, at der på den måde spares en stor del brændstof. Rumsonden følger en bane, Hohmann-banen, opkaldt efter tyskeren Walter Hohmann, som beregnede banen i 1925.
Hohmann-bane fra Jorden til Mars. Planeterne og rumsonden bevæger sig modsat uret.
Rumsonden opsendes fra Jorden med en sådan retning og hastighed, at dens baneforløb følger en ellipse omkring Solen. Banens yderpunkt (aphel) når netop ud til Mars’ bane, medens perihel er ved Jordens bane. Rumsonden når således ud til Mars’ bane efter at have fuldført halvdelen af sin tur om Solen, eller med andre ord 180° fra det punkt, hvorfra den blev opsendt. Det gælder derfor om at opsende rumsonden på et sådant tidspunkt, at den når frem til marsbanen samtidig med, at Mars selv befinder sig samme sted. Det er dette tidspunkt, som kaldes opsendelsesvinduet. Eftersom Mars kredser om Solen i større afstand end Jorden, tager det længere tid for den at bevæge sig samme vinkelafstand som Jorden, hvilket betyder, at Mars skal være foran Jorden, når rumsonden bliver opsendt.
En beregning viser, at det tager rumsonden omkring 520 dage at fuldføre et helt omløb i den aktuelle Hohmann-bane, og eftersom den kun skal tilbagelægge halvdelen af denne bane for at nå ud til Mars, vil turen tage omkring 260 dage. Mars’ omløbsperiode for at fuldføre et 360° baneforløb om Solen er 687 dage, så i løbet af 260 dage bevæger den sig 136°. Det betyder, at det optimale tidspunkt for at opsende en rumsonde til Mars er, når den er 44° foran Jorden. Det hele kompliceres af, at Mars’ bane er meget elliptisk. Det har den konsekvens, at afstanden mellem den og Jorden varierer temmelig meget under oppositionerne, og at Mars af samme årsag bevæger sig med forskellig hastighed i sin bane.
Umiddelbart før solopgang er himlen i østlig retning domineret af Venus. Den 1. juli står den klare planet op 1½ time før Solen, og på månedens sidste morgen er dette fordoblet til 3 timer. Venus bevæger sig gennem den åbne stjernehob Hyaderne og passerer 1° nord for Aldebaran den 12. juli. Aldebaran har en lysstyrke på mag. 0.8, hvorimod Hyaderne er for svage til umiddelbart at kunne ses. På samme tidspunkt har Venus sin største lysstyrke på mag. ÷4.7, for selv om det kan være vanskeligt at se forskel, er der tidspunkter, hvor den er klarere end normalt. Venus er nemlig klarest, når den er tæt på Jorden, hvilket jo egentligt er logisk, idet dens skive da ser størst ud. Når Venus er tættest på Jorden, befinder den sig imidlertid mellem Jorden og Solen, og vi kan derfor ikke se hele dens belyste skive. For Venus’ vedkommende er lysstyrken en kombination af dens vinkeludstrækning og dens fase, dvs. stor den ser ud set fra Jorden, og hvor meget af dens belyste del, vi kan se. Den største lysstyrke forekommer, når dens skive er 26% belyst. Denne stilling indtræffer ca. 35 dage før og efter nedre konjunktion, og Venus befinder sig da i en afstand fra Jorden, hvor skiven ses under en diameter på ca. 40”.
I løbet af juli ændres Venus’ udseende gennem et teleskop sig dramatisk. Den 1. er den 19% belyst og med en udstrækning på 43”. Ved månedens udgang er belysningsgraden vokset til 43%, medens udstrækningen er svundet til 27”. Dette svarer præcis til det faseskifte, som forekom i forårsmånederne – blot i modsat rækkefølge.
Venus’ fase gennem en synodisk periode (den tid Venus bruger til en omkredsning af Solen i forhold til Jorden – svarende til 584 dage).
Under omtalen af Mars blev det nævnt, at den bevæger sig retrogradt i månederne omkring oppositionen. Dette gælder for alle ydre planeter, og en nærmere beskrivelse kan ses under omtalen af Stjernehimlen i juli 2018. Den retrograde bevægelse gælder også for de indre planeter, men eftersom de ikke kan komme i opposition, forekommer deres retrograde bevægelse omkring deres nedre konjunktion. Den retrograde bevægelse for en indre planet sker, fordi den kredser om Solen meget hurtigere end Jorden, og derfor ”overhaler” Jorden medens den passerer Solen. Ligesom de ydre planeter standser de indre først deres østgående bevægelse, inden de bevæger sig mod vest i forhold til baggrundsstjernerne. Herefter stopper de igen og genoptager den sædvanlige prograde bevægelse mod øst. For en indre planet er den retrograde bevægelse ikke nær så nem at følge, fordi den forekommer, medens den står så tæt på Solen, at baggrundsstjernerne ikke kan ses.
Venus’ retrograde bevægelse under nedre konjunktion i 2020. Den gule streg er Ekliptika (Solens bane) og som det fremgår, passerede Venus forbi i begyndelsen af juni. Her befandt Solen sig også på samme tidspunkt, hvilket vil sige, at Venus var i nedre konjunktion.
Merkur dukker op på morgenhimlen i månedens sidste halvdel. Den opnår største vinkelafstand fra Solen på 20° den 22. og har da en lysstyrke på mag. 0,4. Eftersom den står meget lavt i det borgerlige tusmørke, er det ikke en særlig gunstig elongation fra vore breddegrader. I løbet af de næste morgener stiger lysstyrken imidlertid, og den når en lysstyrke på mag. ÷0,7 den 31. juli.
Morgenhimlen den 22. juli kl. 04.
Denne forøgelse af lysstyrken sker, fordi afstanden mellem Jorden og Merkur bliver større, og det lyder jo umiddelbart paradoksalt, for det blev jo lige nævnt, at Venus er klarest, når den er tæt på Jorden. For Merkur er det imidlertid modsat, for den er klarest, når den fuldt belyste side vender mod Jorden, og selv om den på dette tidspunkt er længst fra Jorden, kompenserer den større belysningsgrad for afstanden. Under den fuldt belyste fase er Merkur dog stort set umulig at se, fordi vinkelafstanden til Solen er meget lille, så det er tiden umiddelbart før og efter øvre konjunktion, at planeten er klarest set fra Jorden. Med andre ord er Merkur klarest, lige før den forsvinder i Solens stråler om morgenen, og når den efter konjunktionen for første gang dukker frem på aftenhimlen igen. Modsat er den svagest i forbindelse med nedre konjunktion, hvor det er den ubelyste halvdel, som vender ind mod Jorden. Oppositionseffekten, som blev berørt under omtalen af Saturns ringe, spiller også en rolle. Merkur er kraterdækket ligesom Månen, og når vi ser den fuldt belyst, kaster kraterne og bjergene kun korte skygger. I de øvrige belysningsfaser falder Solens lys skråt, hvorved en større eller mindre del af Merkurs overflade ligger i skygge og derfor ikke bidrager med tilbagekastet lys.
Merkurs faser.
Ved sjældne lejligheder kan Merkur ses, når den er i nedre konjunktion, nemlig under en merkurpassage, hvor den passerer direkte foran solskiven. Billedet herunder er optaget gennem teleskopet på Munkebjergskolens Observatorium under merkurpassagen den 11. november 2019, og man bliver forbavset over, hvor lille planeten er. Afstanden mellem Jorden og Merkur var 10l millioner kilometer, og Merkur ses under en synvinkel på 10”. Solen befinder sig yderligere 47 millioner kilometer længere fra Jorden, dvs. i en afstand på 148 millioner kilometer.
Merkurpassagen 11. november 2019.
Uranus og Neptun befinder sig også på natte- eller morgenhimlen, men det volder dog vanskeligheder at se dem her midt i de lyse nætter på grund af deres lave lystyrke. Med en lysstyrke på mag. 8. er Neptun er den svageste, og den er slet ikke synlig for det blotte øje. Den befinder sig i Vandmanden og står op kort tid efter midnat. Uranus står i Vædderen og har en lystyrke på mag. 5,9. Til gengæld står den først op et par timer før Solen og dermed på et tidspunkt, hvor himlen er blevet endnu lysere.
