Teksti Kari A. Kuure
Aurinkokuntamme planeettojen havaittavuus on yleensä parhain
opposition läheisyydessä. Opposition aikaan planeetat ovat vastakkaisella
puolella taivasta kuin Aurinko ja näin ne näkyvät yleensä koko yön. Oppositionaikainen
havaintoikkuna jatkuu oppositiohetken molemmin puolin usein jopa kuukausia,
joten sääkään ei yleensä tuota ongelmia planeettojen havaittavuudelle. Näin
pitkään ajanjaksoon sisältyy aina selkeitä öitä, jolloin havaintoja voi tehdä.
 |
Ulkoplaneetat joutuvan noin kerran vuodessa oppositioon. Mars on kuitenkin poikkeus, sillä sen oppositio toistuu noin 26 kuukauden välein. Opposition aikaan planeetat ovat yleensä hyvin havaittavissa, kun taas konjunktiossa ollessaan ne ovat horisontin yläpuolella vain päivällä ja hyvin huonosti havaittavissa. Piirros © Kari A. Kuure.
|
Oppositiot eivät kuitenkaan ole aina samanlaisia, vaan
niissä on suuria eroja havaittavuuden ja erotuskyvyn kannalta tarkasteltuna.
Planeettojen ollessa korkealla taivaalla, ne ovat yleensä suhteellisen helposti
havaittavissa. Planeettojen näennäinen koko vaihtelee sen mukaan, kuinka
kaukana planeetat ovat opposition aikana? Lähempänä ollessaan niissä näkyy
paljon yksityiskohtia, mutta jos ne ovat kaukana, yksityiskohtien määrä on
selvästi vähäisempi.
Jupiterin oppositiot
Jupiterin sideerinen kiertoaika on 11,8565 vuotta
(4 330,60 vrk). Tässä ajassa planeetta kiertää Auringon kerran tähtien
suhteen. Maapallo on lähempänä Aurinko ja kiertoliikkeen kulmanopeus on siis
paljon suurempi kuin Jupiterin. Tästä syystä maapallo saavuttaa Jupiterin
jokaisella kierroksella ja ovat samassa keskinäisessä asemassa tietyin
väliajoin. Planeetan kiertoaikaa maapallon suhteen nimetään synodiseksi
kiertoajaksi, joka on Jupiterilla keskimäärin 398,9 vrk. Pientä vaihtelua
synodisessa kiertoajassa aiheuttaa se, että molemmat planeetat ovat hieman
soikeilla radoilla ja ratanopeus vaihtelee riippuen siitä missä kohdassa rataa
kulloinkin ollaan.
Synodinen kiertoaika kertoo myös sen, milloin suunnilleen
seuraava oppositio tapahtuu. Jälleen ratojen soikeus määrittää sen todellisen
opposition ajankohdan.
Tarkastellaanpa hieman oppositioita lukuina. Oheinen
taulukko kertoo monia asioita opposition ajankohdan lisäksi eri vuosina.
Etäisyys sarakkeessa on Jupiterin oppositionaikainen
etäisyys maapallosta astronomisina yksikköinä. Pintapuolinen tarkastelu
osoittaa etäisyyden vaihtelevan 3,953 – 4,449 au välillä. Ero lyhyimmän ja
pisimmän etäisyyden välillä on noin 0,5 au eli 74,2 miljoonaa km. Tällä erolla
on merkitystä mm. sille, kuinka suurena Jupiter näkyy oppositiossa. Vuonna 2022
etäisyys on lyhin, jolloin Jupiter näkyy parhaimmillaan 49,9 kaarisekunnin
kokoisena. Vuonna 2029 etäisyys on pisin, jolloin Jupiter näkyy 44,3
kaarisekunnin kokoisena, ero on siis yli 5 kaarisekuntia. Kaarisekunteina ero
ei ole niinkään suuri kuin prosentteina, sillä etäisimmän opposition aikaan
Jupiter on yli 10 % pienempi kuin lähimmän opposition aikaan.
Planeetan näennäinen koko vaihtelee sen etäisyyden mukana.
Mitä kauempana kohde on sitä pienemmältä se näyttää. Vaikka etäisyys
vaihteleekin kohtuullisen paljon, näennäisen koon vaihtelu on noin 4
kaarisekuntia. Se on edelleen se sama 10 %, mutta koska Molemmat palaneetat
(Jupiter ja Saturnus) näkyvät meille suhteellisen suurina, näennäisen koon
vaihtelulla ei ole merkittävää roolia näiden planeettojen havaittavuudessa.
Sama koskee myös kirkkautta. Molemmat planeetat ovat
riittävän kirkkaita näkyäkseen taivaalta jopa valosaasteisilla alueilla, joten
valomäärän vaihtelu ei yleensä haittaa havaintoja. Jupiterilla kirkkauden
vaihtelu on vähäisempää kuin Saturnuksella. Mutta ilmakehä verottaa oman osansa
tähtitaivaan kirkkaudesta. Lähellä horisonttia, ilmakehään imeytynyt valo
(ekstinktio) voi olla jopa 1,5m. Näin suurella kirkkauden
vähenemisellä on jo merkitystä esimerkiksi valotusaikoihin, sitä enemmän mitä
matalammalla kohteet ovat. Lyhimmät valotusajat saavutetaan, kun opposition
aikaa planeetat ovat korkealla taivaalla.
Korkeus
Tärkein tekijä planeettojen havaittavuuden kannalta on
ekvatoriaalisen koordinaatiston deklinaatio (korkeus). Jos deklinaatio on pieni
tai jopa eteläisellä tähtitaivaalla, planeettojen havaittavuus on huono, sillä
silloin planeetat nousevat vain vähän horisontin yläpuolelle Suomessa. Tämä korostuu erityisesti Jupiterilla ja
Saturnuksella, koska molempien planeettojen radan eteläisin kohta (dekl. >
-22°) sijaitsee aika pitkällä eteläisellä taivaalla. Näin ollen tällaisina
ajankohtia planeetat nousevat vain parhaimmillaan noin 5,5° horisontin
yläpuolelle. Se on yleensä liian matala korkeus niin kuvan laadun kuin
horisontissa esiintyvän pilvisyyden näkemäesteen vuoksi.
Oheisessa taulukossa ei ole merkitty suurinta korkeutta
horisontista. Se on kuitenkin helppo laskea, jopa päässälaskuna. Tarvitset
deklinaation lisäksi vain tiedon maantieteellisestä sijainnistasi, esimerkiksi
Tampereen leveys on noin 61,5°. Vähennät sen 90°:sta, jolloin tuloksena on
28,5°. Tämä luku on taivaanekvaattorin korkeus horisontista. Nyt kun tunnet
kohteen deklinaation, niin lisäät sen (etumerkkeineen) tähän lukuun, jolloin
tuloksena on kohteen suurin korkeus.
Esimerkki 1: Vuonna 2024 opposition aikainen
deklinaatio on hieman enemmän kuin 22°. Lasketaan vain puolen asteen
tarkkuudella, joka yleensä on riittävä. Tällöin oppositiossa Jupiter suurin
korkeus horisontista on 28,5 + 22 = 50,5°. Myös seuraava vuoden 2026 oppositio on
erityisen korkealla taivaalla näkyvissä.
Esimerkki 2: Vuonna 2031 opposition aikainen
deklinaatio on melkein -23°. Lisätään tämä luku 28,5°, jolloin saadaan 5,5°.
Näin ollen tämä oppositio ei ole mitenkään edullinen tai hyvä havaintojen
kannalta Jupiterin pysytellessä hyvin matalalla korkeimmillaankin ollessaan.
Saturnuksen oppositiot
Suurimmaksi osaksi se, mitä kirjoitin Jupiterin kohdalla,
pätee myös Saturnuksen oppositioihin. Hitaasta kiertoajasta johtuen Saturnuksen
oppositio voi toistua perättäisten vuosien samassa kuukaudessa kaksi tai kolme
kertaa, kuten oheisesta taulukosta selvenee.
Saturnuksen ilmoitettu kirkkaus on kokonaiskirkkaus, johon
vaikuttaa meille näkyvä renkaiden kallistuskulma. Noin 14,7 vuoden välein
näemme renkaat yhden tai kolme kertaa sivulta, jolloin muutaman vuorokauden
ajat renkaat eivät ole havaittavissa lainkaan ainakaan pienellä suurennuksella.
Renkaiden avautumiskulma vaikuttaa Saturnuksen kirkkauteen ja karkea kirkkauden
modulaatio on havaittavissa myös tässä taulukossa. Esimerkiksi vuonna 2025
renkaat näkyvät lähes sivulta, jolloin opposition aikainen kirkkaus on 0,1 –
0,2m pienempi kuin edellisinä tai seuraavina vuosina.
Renkaat
Renkaiden avautumiskulma on pienin 23.3.2025. Valitettavasti
tähän aikaan Saturnus on horisontin yläpuolella päiväaikaan, eikä näin ollen
ole havaittavissa. Mutta tilanne toistuu lähes samanlaisena joulukuun alussa,
jolloin Saturnus näkyy iltataivaalla. Tällöin renkaiden avautumiskulma on hyvin
pieni, vaikka emme täysin sivulta niitä katselekaan. Tämä jälkeen renkaat
näyttävät katoavan 15.10.2038, 1.4.2039, ja 9.7.2039 Suomen kalenterin mukaan.
Havaintotarkkuuden rajoissa renkaat voivat olla näkymättömiä muutaman
vuorokauden ajan. Rengastason ylitys kolme kertaa muutaman kuukauden välein
tapahtuu lähellä oppositiota, jolloin ainakin osa ylityksistä on havaittavissa.
Vain kerran tapahtuva ylitys tapahtuu silloin kun Saturnus näkyy lähellä
Aurinkoa ja on näin ollen hyvin vaikeasti havaittavissa.
Vastaavasti renkaat ovat täysin avoinna kaksi kertaa
Saturnuksen yhden sideerisen kierroksen aikana, jonka pituus on 29,42 vuotta.
Suurin avautumiskulma on 26,7°.
Seuraavan kerran avautumiskulma on mahdollisimman suuri
vuosina 2031 – 2032, jolloin näemme renkaat eteläsuunnasta. Pohjoispuolelta
näemme renkaat vuosina 2045 – 2046 suurimman avautumiskulman aikaan.