Miksi kesän täysikuu on niin matalalla?

KAK — Jokainen meistä on varmasti ihaillut juhannuksen tai heinäkuun yön suurta, kultaista täysikuuta, joka tuntuu roikkuvan aivan horisontin yllä. On yleinen tieto tähtiharrastajien keskuudessa, että kesällä täysikuu on matalimmillaan ja talvella korkeimmillaan. Mutta oletko koskaan pannut merkille, että tämä "matalin korkeus" ei ole sama joka vuosi? Joskus kesän täysikuu jaksaa hädin tuskin nousta Pyhäjärven ylle (tai Hervannan yläpuolelle, jos olet havaitsemassa tähtitornilla), kun taas toisina vuosina se kiipeää huomattavasti korkeammalle.

Meille kaikille tuttu täysikuu nousee kesäisin vain hieman horisontista. Kuva © Kari A. Kuure.

Tämä ilmiö ei ole sattumaa, vaan seurausta taivaanmekaniikaniikasta. Katsotaanpa, miksi näin tapahtuu, erityisesti meidän näkökulmastamme täällä Tampereella.

Kuvittele Aurinko ja täysikuu taivaan vastakkaisille puolille, Maa keskipisteenään. Kun toinen on korkealla, toisen on oltava matalalla.

1. Ekliptika: Sekä Aurinko että Kuu (karkeasti ottaen) kulkevat taivaalla samaa rataa, jota kutsutaan ekliptikaksi. Tämä on se polku, jota pitkin Aurinko näyttää vuoden aikana matkaavan.
2. Maan akselikallistuma: Maapallo on kallellaan noin 23,5 astetta kiertoratansa tasoon nähden. Tämän kallistuman vuoksi meillä on vuodenajat. Kesällä pohjoinen pallonpuolisko on kallellaan Aurinkoon päin, jolloin Aurinko nousee taivaalla korkealle. Tampereella Aurinko voi kesäpäivänseisauksen aikaan nousta jopa 52 asteen korkeuteen.
3. Vastakkaiset asemat: Täysikuu on määritelmän mukaan Maasta katsoen vastakkaisella puolella kuin Aurinko. Kun Aurinko on kesällä korkeimmillaan ekliptikan "kesäpisteessä" (Kravun kääntöpiirillä), on täysikuun sijaittava ekliptikan vastakkaisessa, "talvipisteessä" (Kauriin kääntöpiirillä).

Tämä tarkoittaa, että kesän täysikuu kulkee samaa matalaa rataa taivaalla, jota Aurinko kulkee talvella. Siksi kesän täysikuu on niin matalalla.

Tarkastellaanpa tätä ilmiötä hieman syvemmin. Jos Kuun rata olisi täsmälleen samassa tasossa ekliptikan kanssa, kesän täysikuun matalin korkeus olisi Tampereella joka vuosi sama: noin 6,5 astetta horisontista. Mutta näin ei ole, ja tässä piilee ilmiön ydin.

Kuun oma kiertorata Maan ympäri on kallellaan noin 5,1 astetta ekliptikan tasoon nähden. Tämä pieneltä tuntuva kallistuma aiheuttaa sen, että Kuu voi olla joko 5,1 astetta ekliptikan ylä- tai alapuolella. Ja jotta asia olisi vielä kiinnostavampi, tämä Kuun radan kallistuma ei pysy paikoillaan. Se prekessoi kuin hyrrän akseli. Yksi täysi huojuntakierros kestää 18,6 vuotta. Tätä kutsutaan solmujen prekessioksi.

Kuun deklinaation olleessa mahdollisimman suuri tai mahdollisimman pieni, niitä sanotaan seisauksiksi (vrt. Auringolla vastaavasti on kaksi seisausta, kesäpäivän- ja talvipäivänseisaus).

Suuri kuunseisaus (Major Lunar Standstill)

Tämä tapahtuu, kun Kuun 5,1 asteen kallistuma lisätään Maan 23,5 asteen akselikallistumaan. Tällöin Kuu voi saavuttaa taivaalla äärimmäisen suuren tai pienen deklinaation.

• Vaikutus kesän täysikuuhun Tampereella: Kesän täysikuu, joka on jo valmiiksi matalalla ekliptikan talvipisteessä, voi painua vielä 5,1 astetta alemmas. Sen deklinaatio on silloin noin –28,6 astetta.
• Mitä tämä tarkoittaa Tampereella (leveyspiiri n. 61,5°)? Laskennallisesti Kuun maksimikorkeus on: 90° - 61.5° + (-28.6°) = –0.1° Käytännössä tämä tarkoittaa, että suuren kuunseisauksen aikaan kesän täysikuu nousee hädin tuskin horisontin yläpuolelle! Viime vuoden kesäkuussa Kuun yläreuna ehkä nousi juuri ja juuri horisontista, mutta ei montaa kaariminuuttia.

Pieni kuunseisaus (Minor Lunar Standstill)

Tämä tapahtuu noin 9,3 vuotta suuren kuunseisauksen jälkeen. Tällöin Kuun 5,1 asteen kallistuma vähennetään Maan akselikallistumasta ja Kuu näkyy korkeammalla taivaalla.

• Vaikutus kesän täysikuuhun Tampereella: Nyt kesän täysikuu ei pääse vajoamaan niin alas. Sen deklinaatio on vain noin -18,4 astetta.
• Mitä tämä tarkoittaa Tampereella? Lasketaanpa korkeus uudelleen: 90° - 61.5° + (-18.4°) = 10.1° Nyt täysikuu nouseekin yli 10 asteen korkeuteen! Ero on valtava. Yli 10 asteen korkeudella oleva Kuu on jo selvästi ylempänä taivaalla kuin horisontissa ryömivä Kuu. Seuraava pieni kuunseisaus on noin vuonna 2034.

Edellä esitetty ei vielä sisältänyt Kuun parallaksia, joka maksimissaan on noin 2/3 Kuun halkaisijasta. Tämäkään lukema ei ole vakio, vaan se vaihtelee riippuen siitä, kuinka kaukana Maasta Kuu on täysikuun aikana. Etäisyyden ollessa lyhimmillään parallaksi on suurimmillaan ja on noin 1 366 kaarisekuntia (~23 kaariminuuttia) ja suurimman etäisyyden aikaan noin 1 201 kaarisekuntia (~20 kaariminuuttia). Nämä arvot pitää vielä vähentää edellä esitetyistä korkeudesta.

Yhteenveto

• Miksi kesän täysikuu on matalalla? Koska se kulkee taivaalla samaa reittiä kuin talviaurinko.
• Miksi sen korkeus muuttuu vuosittain? Koska Kuun radan solmupiste prekessoi 18,6 vuoden jaksossa.
• Mitä havaita? Elämme juuri nyt suuren kuunseisauksen aikaa. Tänä vuonna ja muutamana tulevan kesän täysikuut tulevat olemaan poikkeuksellisen matalalla, tarjoten upeita valokuvausmahdollisuuksia ja harvinaisen taivaan näytelmän.
• Vertailukohta: Noin vuonna 2034 koittaa pieni kuunseisaus, ja silloin kesän täysikuu nousee yli 10 astetta korkeammalle kuin nyt. Ero on paljaalla silmällä selvästi havaittavissa.

Tämä ilmiö on erityisen dramaattinen meidän leveysasteillamme. Mitä pohjoisemmaksi mennään, sitä voimakkaammin vaikutus näkyy. Me täällä Tampereella olemme siis aitiopaikalla Kuuta havaitessamme.