Huhtikuun havaintovinkit

Huhtikuussa illat pimenevät aina vain myöhemmin ja Tampereella yötaivaan pimeys päättyy. Silti huhtikuu vielä hyvää havaintoaikaa, sillä useimmat tähtitaivaan kohteista ovat edelleen näkyvissä ja sää on usein selkeä.

Planeettajono huhtikuun 1. päivän iltana.

Huhtikuun alussa Jupiter, Merkurius, Uranus, Venus ja Mars muodostavat länteen auringonlaskun jälkeen jonon. Jupiter on näistä lähimpänä horisonttia mutta kuitenkin havaittavissa ainakin kiikareilla. Jupiterin elongaatio kuitenkin pienenee ja se häipyykin kuukauden ensimmäisen viikon aikana Auringon kiloon. Jupiterin konjunktio (sijainti on Auringon takana) on 12.4. ja silloin sitä ei voi havaita.

Huhtikuun 11. päivänä iltana Merkurius saavuttaa suurimman itäisen elongaation ollen noin 19° Auringosta itään. Merkurius on näkyvissä auringonlaskun jälkeen kello 21.50 aikaan luoteen ja lännen välissä noin 7° korkeudella. Merkuriuksen kirkkaus on 0,1^m, joten vaalealta taivaalta sen löytää helpoimmin käyttämällä kiikaria.

Neitsyen tähdistön kirkkain tähti Spica on oppositiossa 13.4. Näin ollen se on näkyvissä etelätaivaalla huhtikuun aikana keskiyön tienoilla. Tähden kirkkaus on 1,0m joten se pitäisi löytyä helposti kello 1.30 aikoihin etelästä noin 17 asteen korkeudelta. 

Onko pihallasi aurinkokello? Säädä se oikeaan aikaan 16. huhtikuuta kello 13.24, sillä silloin ajantasaus on nolla.

Astronominen pimeys yön pimeimpinä hetkinä päättyy Tampereella 17.4. Tästä eteenpäin yöt ovat aina vain valoisampia aina kesäpäiväntasaukseen saakka.

Oletko kiinnostunut valokuvaamaan maatamon, eli Kuun yöpuolen, joka näkyy himmeänä Maasta heijastuneen valon vaikutuksesta. Ilmiö on parhaimmillaan 22.4. kello 21.53 läntisellä taivaalla. Maatamon valokuvaaminen ei ole helppoa, sillä kirkas Kuun päiväpuoli ylivalottuu. Tällä kertaa Kuun vaihe on kuitenkin kapea sirppi, joten se hieman helpottaa valokuvaamista. Valokuvia pitää ottaa usealla eri valotuksella, jotta onnistumisesta voisi olla varma ja sopivasti valottuneen kuvan onnistuisi ottamaan.

Huhtikuun 23. päivänä kello 15.28 Kuu ja Venus ovat vain 0,7° etäisyydellä toisistaan. Päivällä kohteet eivät kuitenkaan näy, Kuukin on kapea sirppi, mutta illalla auringonlaskun jälkeen kello 22.08 ne voidaan nähdä läntisellä taivaalla. Silloin niiden välinen etäisyys on 2,7 astetta.

Huhtikuun 26. päivän aamuna kello 2.30 aikoihin Kuun ja Marsin välinen etäisyys on vain 3,5 astetta. Ne näkyvät WNW suunnassa noin 7,5 asteen korkeudella.

Huhtikuun lopulla aamutaivaalla on kuukauden alkua vastaava planeettajono. Sen muodostaa Jupiter, Neptunus, Saturnus ja kääpiöplaneetta Pluto. Tähän aikaan vuodesta aamutaivaalla ekliptika kuitenkin on jo aika tavalla horisontin myötäinen (kohteet ovat hyvin matalla lähellä horisonttia), joten nouseva Aurinko vaalentaa taivaan niin, että yksikään näistä planeetoista ei ole oikeasti näkyvissä.

Japanilainen tähtitieteilijä havaitsi kirkkaan välähdyksen Kuussa

Japanilainen tähtitieteilijä ja tähtiharrastaja Daichi Fujii havaitsi Kuussa 23. helmikuuta kello 20.14.30,8 kirkkaan välähdyksen Kuun eteläisellä pallonpuoliskolla. Se syntyi pienehkö meteoroidin törmättyä Kuun pintaan. Törmäyksessä syntyy kraatteri, joka on mahdollista havaita Kuuta kiertävillä luotaimilla. Toistaiseksi kraatteria ei vielä ole onnistuttu tunnistamaan.

Ensimmäisellä kuvauslaitteistolla otettu kuva törmäyksestä. Kuvakaapaus Daichi Fujii Twitter-tilillään julkaisemasta videosta. 

Kuuhun, samoin kuin Maahan, törmää jatkuvana virtana pieniä ja hieman suurempiakin meteoroideja. Maan ilmakehässä saapuvat kivet aiheuttavat meteoreiksi nimettyjä valoilmiöitä, joita varmasti jokainen meistä on joskus nähnyt, jos tähtitaivaalle hieman pitempään katselee etenkin meteoriparvien maksimin aikaan. Satunnaisiakin meteoreja näkyy silloin tällöin.

Kuussa ei ole ilmakehää, joten meteoreita siellä ei esiinny. Kaikki törmäävät kappaleet tulevat pintaan kosmisella nopeudella, joka voi olla jopa 72 km/s. Tällaisella nopeudella saapuvat myös Leonidien meteoriparven kappaleet marraskuussa. Kuuhun törmäävistä kappaleista hieman massiivisemmat aiheuttavat näkyvät plasmapallot yleensä alle sekunniksi. Törmäys roiskauttaa kuuperää jonkin verran, joista suurin osa putoaa takaisin pinnalle hyvin nopeasti, jolloin syntyy kraattereiden ympärillä näkyvät vaaleat säteet. Aikaisemmissa tutkimuksissa jo noin kahden kilogramman massainen kivi voi aiheuttaa selvästi näkyvän törmäyspilven.

Toisella kuvauslaitteistolla kuvattu törmäys. Kuvakaapaus Daichi Fujii Twitter-tilillään julkaisemasta videosta.

Osa aineesta sinkoutuu kuitenkin avaruuteen ja voi pudota Maahan ja aiheuttaa meteorin tai tulipallon ja joskus jopa Kuusta peräisin olevaa ainetta päätyy maanpinnalle asti. Tällä hetkellä tunnetaan 59 luetteloitua (Wikipedia) Kuusta tullutta meteoriittia. Tosin kirjallisuudessa ja netissä liikkuu tieto, jonka mukaan Kuusta tulleita kiviä olisi jopa yli 120 kappaletta.

Daichi Fujii tekee havaintoja kotonaan Hiratsukassa. Hän käyttää kahta kaukoputkea ja kameraa, jotta varmasti kaikki mahdolliset tapahtumat tallentuisivat. Tehtävä saattaa tuntua aika toivottamalta, mutta todellisuudessa törmäyksiä Kuuhun tapahtuu sen verran runsaasti, että vaikka kaikkein pienimmät (ja samalla runsaimmat) eivät näy kaukoputkella tai tallenteissa, niin tunnin aikana voi kuitenkin havaita jopa kahdeksan törmäystä. Toki suurin osa törmäyksistä on niin pieniä, että niistä ei uutisia sorvata, mutta silloin tällöin kirkkaampikin törmäys tallentuu kuviin.

Näkyvät törmäykset, vaikka ne ovatkin kaikista törmäyksistä suurimpia, auttaa tutkijoita märittämään maapallon radan tuntumassa liikkuvan meteoroidivuon tiheyden ja ainemäärän. Lisäksi Kuun törmäyskraatterien määrä pinta-alayksikköä kohti kertoo pinnan iästä, kun tiedetään törmäävien kappaleiden vuon ominaisuudet.

 

Komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan–ATLAS)

Syyskaudella 2024 meille saattaa avautua mahdollisuus tehdä havaintoja ainakin kiikareilla näkyvästä komeetasta. Se tunnetaan nimellä C/2023 A3 (Tsuchinshan–ATLAS). Komeetta on perihelissä 27. syyskuuta 2024 (± 2 vrk) ja lähimpänä Maata 12. lokakuuta. Lähin etäisyys on noin 70 miljoonaa km ja kirkkautta voi olla -0,2 magnitudiasteikolla. Kirkkauden arviointi on tietysti vaikeaa ja suurimat arvot kirkkaudelle ovat jopa -3 magnitudia. Luultavasti tämä komeetta ei negatiivisiin arvoihin kirkastu mutta lähelle nollaa kuitenkin.

Komeetan rata syys–lokakuussa 2024. Komeetta ja Maa ovat lähimmillään 12. lokakuuta 2024, jolloin etäisyyttä on 0,472 au ja komeetta on 0,55 au etäisyydellä Auringosta. Harmaat pystyviivat esittävät komeetan radan etäisyyttä ekliptikasta: viivojen ollessa yläpuolella rata on ekliptikan eteläpuolella ja päin vastoin. Kuva Kari A. Kuure / JPL Small-Body Orbits & Ephemerides


Komeetta havaittiin ensimmäisen kerran Purple Mountain observatoriossa Kiinassa 9. tammikuuta 2023. Observatorio teki asianmukaisen ilmoituksen havainnostaan MPC:hen (Minor Planet Center), ja se jäi tarkkailulistalle, odottamaan lisähavaintoja. Niitä ei kuitenkaan ilmoitettu, joten kohde poistettiin listalta tammikuun lopulla.

Seuraavaksi havainto komeetasta tehtiin ATLAS -havainto-ohjelmassa (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) 22.helmikuuta 2023. Ensimmäisten havaintojen myötä todettiin, että kohde oli sama kuin kiinalaisten tekemässä havainnossa. Kolmaskin havainto tehtiin mutta siihen johtaneet valokuvat oli otettu ZTF-laitteistolla Palomar-observatoriossa 22. joulukuuta 2022.

Perihelin aikana komeetan kirkkaudeksi arvioidaan +3 magnitudia. Parhaiten se näkyy Maasta noin kolme viikkoa myöhemmin lokakuun puolivälissä ja silloin sen kirkkaus olisi +4. Muitakin kirkkausarvioita on tehty. Tutkija Gideon van Buitenen arvio perihelissä komeetan kirkkauden olevan 0,9 ja Maata lähimpänä ollessaan noin -0,2.

Etsintäkartta lokakuun 12. päivästä lokakuun loppuun 2024 kello 19. Komeetta näkyy lounaan ja lännen välillä lähellä horisonttia. Taustataivas on ainakin lokakuun puolivälissä vielä vaaleahko, joten kiikari on ehkä kaikkein käyttökelpoisin havaintoväline. Kuva Kari A. Kuure.

Perihelin aikaa komeetta on noin 23 asteen etäisyydellä Auringosta ja nousee hieman ennen Aurinkoa. Auringonnousua aikaan se on noin 5 asteen korkeudella ja suunnassa ESE. Näin ollen sen havaitseminen vaalenevalta aamutaivaalta on käytännössä mahdotonta.

Lokakuun 12 päivänä komeetta on horisontin yläpuolella iltataivaalla auringonlaskun jälkeen Neitsyen tähdistössä. Noin tuntia myöhemmin se on vielä noin 5 asteen korkeudella läntisessä horisontissa. Jos komeetan kirkkaus kasvaa, sen voisi nähdä ainakin kiikarilla, ellei paljain silmin. Tässä vaiheessa komeetan radan deklinaatio on kasvussa ja ilta illan jälkeen se on korkeammalla noin tunti auringonlaskun jälkeen. Taustataivas on vielä kuitenkin jonkin verran kirkas, joten sen näkeminen ei varmastikaan ole aivan helppo juttu.

Komeetta etenee kohti Käärmeen häntää ja siirtyy tähän tähdistöön 15. lokakuuta lähellä M5:sta. Käärmeenkantajaan komeetta siirtyy 20 lokakuuta. Tällöin komeetan kirkkaus on noin +3 ja kuukauden lopulla noin +5.

Yötaivaan kirkkaus tähtitornilla Kaupissa

Tomi Hyvönen

Selkeänä kuuttomana yönä täysin pimeässä paikassa voi paljain silmin havaita parituhatta tähteä. Jos havaintopaikka on tarpeeksi syrjässä kaupungin valoista, voi nähdä Linnunradan vyön kaartuvan kaikessa kauneudessaan taivaankannen poikki. Sen näkeminen on unohtumaton kokemus. Valitettavasti kaupunkialueiden lisääntyvä valosaaste on vienyt suurelta osalta ihmisistä öisen näkymän kotigalaksiimme.

Maan pinnalla olevien keinotekoisten valolähteiden valo siroaa takaisin maanpinnalle ilmakehän molekyyleistä ja epäpuhtauksista. Tämä havaitaan taustataivaan kirkastumisena. Pimeinä pilvettöminä öinä ilmakehästä siroava keinotekoinen valo peittää alleen himmeimmät paljain silmin erottuvat tähdet erityisesti horisontin lähellä.

Observatoriot rakennetaan aina mahdollisimman korkealle vuoristoon kahdesta syystä. Siellä ilmakehä on ohut ja teleskoopit ovat mahdollisimman kaukana kaupunkialueiden valosaasteesta. Tosin ei taustataivaan kirkkaudesta sielläkään täysin eroon pääse. Vietiinpä teleskoopit kuinka korkealle vuoristoon tahansa ilmakehä itsessään säteilee valoa. Tätä kutsutaan ilmahehkuksi. 

Tähtitieteilijöiltä kysyttäessä ilmakehästä on vain haittaa. Ilmakehän aiheuttamasta valosaasteesta päästään eroon sijoittamalla teleskooppi avaruuteen, kuten Hubblen avaruusteleskooppi tai nykyisin James Webb Space Telescope. Vaikka avaruuden syvyyksissä havainto-olosuhteet ovat verrattain hyvät, ei sielläkään valosaasteesta kokonaan eroon pääse. Aurinkokunnassa oleva pöly sirottaa auringon valoa. Tämä eläinratavalona tunnettu valo lisää omalta pieneltä osaltaan taustataivaan kirkkautta. Asiasta lisätietoa voi antaa mm. Sir Brian May. [1,2]

Mittaus

Perinteinen menetelmä taustataivaan kirkkauden arvioimisessa on havaita paljain silmin näkyviä tähtiä. Havaitaan esimerkiksi tietyltä taivaan alueelta himmeimmät paljain silmin näkyvät tähdet tai lasketaan tietyllä alueella näkyvien tähtien lukumäärä. Havainnoista saadusta rajamagnitudista voidaan arvioida taustataivaan kirkkaus. Pienellä harjoittelulla menetelmä on nopea ja antaa hyvän arvion vallitsevista olosuhteista.

Tekniikka voidaan ottaa avuksi myös. Taustataivaan kirkkauden määrittämiseen käytetään yleisesti 1-kanavaista SQM-mittaria (Sky Quality Meter). Ne soveltuvat erittäin hyvin tähtiharrastuksessa taustataivaan kirkkauden mittaamiseen, koska laitteet ovat edullisia, helppokäyttöisiä ja mittaukset ovat automatisoitavissa. SQM-mittari antaa suoraan taustataivaan kirkkauden, joten se on erittäin käyttökelpoinen apuväline havainto-olosuhteiden arvioinnissa.

Yötaivaan kirkkaus m_sky esitetään yleisesti yksikössä magnitudi/neliökaarisekunti (mag_V/arcsec²⁾. Yksikön voi ajatella siten, että jos taivaalla olisi vain yksi magnitudia M oleva tähti jokaista neliökaarisekuntia kohden, taustataivaan kirkkaus olisi tällöin M mag/neliökaarisekunti. Tavalliseen tähtitieteelliseen tapaan mitä suurempi magnitudi sitä himmeämpi kohde. Näin ollen mitä suurempi magnitudiarvo taustataivaan kirkkaudelle mitataan sitä pimeämpi ja parempi havaintopaikka. Taustataivaan kirkkaus voidaan mitata useilla eri aallonpituuskaistoilla käyttämällä sopivaa suodinta. Yleisesti käytetään näkyvän aallonpituusalueen V-kaistan suodinta.

Kaupungeissa taustataivaan V-kaistan kirkkaus on tyypillisesti 16–19 mag_V/arcsec². Kaupungin ulkopuolella voidaan saavuttaa >20 mag_V/arcsec². Pimeimmillä paikoilla korkealla vuoristoissa taustataivaan kirkkaus on ~22 mag_V/arcsec². Ilmakehän ulkopuolella olevilla avaruusteleskoopeilla päästään yli 23 mag_V/arcsec². [3]

Taustataivaan kirkkaus Kaupissa

Taustataivaan kirkkaus voidaan laskea esimerkiksi ccd-kameralla otetusta kuvasta, josta seuraavassa esimerkki.

Määritetään taustataivaan kirkkaus tähtitornilla suuntaan itäkoillinen otetusta V-kaistan kuvasta, kuva 1. [alaviite Havainnoissa käytettiin Baader V -suodinta]. Kuvakenttä on Lyyran tähdistössä. Kuvat on ottanut Jouni Raunio.

Kuva 1: V-kaistan kuva tähtitornilta itäkoilliseen. Kuvaan on merkitty neljä Tycho2-katalogin tähteä, joita käytettiin standarditähtinä taustataivaan kirkkauden määrittämisessä.

Kuvausaika ja -paikka oli 15.2.2017 03:30 Kaupin tähtitorni Tampereella. Kuvakentän suunta on 70° ja korkeus horisontista 30°.

Havaintolaitteistona oli seuraava kokoonpano:

• Kaukoputki: EDGE HD 1100 + 0.7 reducer, jolloin polttoväli kyseisellä kokoonpanolla on f = 1960 mm.
• Kamera: CCD SX-H674 ja pikselien binnaus 2 x 2. Tällöin pikselikoko on 9,078 µm/pix.

Näistä saadaan laskettua kuvakentän skaala 0,96 arcsec/pix.

Koska taustataivaan kirkkaus ilmoitetaan neliökaarisekuntia kohden, täytyy tietää kuinka monta neliökaarisekuntia on yksi pikseli. Merkitään tätä symbolilla A. Tämä saadaan laskettua edellä olevista tiedoista A = (0,96 arcsec/pix)² = 0,922 arcsec²/pix.

Kohteesta otettiin 11 kuvaa 30 s valotuksella. Kohteen lisäksi otettiin bias- ja flat-kalibraatiokuvat. Kohteen kuville tehtiin bias- ja flat-korjaukset, jonka jälkeen kuvat kohdistettiin ja yhdistettiin yhdeksi V-kaistan mediaanikuvaksi, josta taustataivaan kirkkaus voidaan määrittää. Kuvankäsittely tehtiin AtroImageJ-ohjelmalla [4].

Taustataivaan kirkkaus määritettiin käyttämällä standarditähtinä Hipparchos-satelliitin Tycho2-katalogin V-kaistan magnitudeja. Mittaus tehtiin apertuurifotometrialla [alaviite Aperture Photometry Tool on ilmainen helppokäyttöinen ohjelma fotometrian mittaamiseen.] [5]. Kuvassa 2 on esitetty tähden nro 3 apertuurifotometria.

a )

 b)

Kuva 2: a) Apertuurifotometria yötaivaan kirkkauden määrittämiseksi. Kuvassa standarditähti 3. Yötaivaan kirkkaus mitattiin uloimman renkaan alueelta. b) Tähden 3 radiaaliprofiili. Apertuurin, punainen pystyviiva, jälkeen kirkkaus tasaantuu taustataivaan tasolle.

Punaisen ympyrän sisällä on tähden ja taustataivaan aiheuttama kirkkaus. Uloimmassa, vihreän ja keltaisen renkaan rajaamassa alueessa, on pelkästään taustataivaan aiheuttama kirkkaus. Tästä renkaasta saadaan taustataivaan kirkkaus pikseliä kohden. Vähentämällä taustan osuus tähden apertuurista saadaan tähden todellinen kirkkaus. Tästä saadaan laskettua taustataivaan kirkkaus.

jossa m_star on standarditähden magnitudi Tycho2-katalogista, F_sky havainnosta mitattu taivaan kirkkaus pikseliä kohden ja F_star havainnosta mitattu standarditähden kirkkaus. Lasketaan esimerkkinä taustataivaan kirkkaus standarditähden 1 kohdalla:

Mittaustulokset neljälle standarditähdelle on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1: Taustataivaan kirkkaus neljän standarditähden avulla mitattuna. Toisessa sarakkeessa ilmoitettu tähden kirkkaus on Tycho2-katalogin V-kaistan magnitudi. Neljännessä sarakkeessa tähden kirkkaudesta on vähennetty taustataivaan osuus.

Yhteenveto

Yötaivaan kirkkaus V-kaistalla tähtitornilla Kaupissa helmikuussa 2017 suunnassa itäkoillinen on noin 17,4 mag_V/arcsec². Saatu arvo on tyypillinen kaupunkiympäristölle mitattu arvo.

Kaupunkiympäristöissä valosaasteesta ei koskaan päästä eroon, ja hyvä niin. Tuskin edes innokkaimmat tähtiharrastajat haluaisivat kävellä tähtitornilta kotiin pitkin pimeitä katuja. Valosaasteeseen kannattaa kuitenkin kiinnittää huomiota kaupunkisuunnittelussa. Hyvällä valotekniikalla ja -suunnittelulla valosaasteen lisääntymistä voidaan hallita valaisemalla vain niitä paikkoja, joita kannattaa valaista. Hyvä suunnittelu ottaa huomioon luonnon tarjoaman taivaallisen kauniin valaistuksen.

Lähteet:

[1] https://tu-pimeataivas.blogspot.com/

[2] May B. 2007 A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud

[3]Hänel A. et al. 2017, arXiv:1709.09558v1

[4]Collins K. et al, 2017, Astroimagej: Image Processing And Photometric Extraction For Ultra-Precise Astronomical Light Curves

[5] Laher R. 2022, IPAC, California Institute of Technology.

Torstai-iltana 2.3.2023 nähtiin Jupiterin ja Venuksen konjunktio pilvien raoista muutaman minuutin ajan Tampereen Ursan tähtitornilla. Aivan tarkasti ottaen todellinen konjunktio tapahtui jo aikaisemmin päivällä, kello 12.37, jolloin näiden kohteiden taivaan koordinaatti, rektaskensio (pituus), olivat samat. Lähimmillään Jupiter ja Venus olivat aamulla kello 7.02, mutta silloin ne olivat horisontin alapuolella Tampereen Horisontissa.

Jupiter ja Venus näkyvät kuvassa pieninä valopisteinä. Venus on ylempi ja se näkyy hieman suurempana pisteenä. Kuva © Tampereen Ursa ry.

Torstai-ilta oli siis ensimmäinen mahdollisuus nähdä nämä planeetta lähellä toisiaan. Hieman ennen illan hämärtymistä riittävästi näytti siltä, että pilvisyys onnistuisi pilaamaan tämänkin tapahtuman. Onneksi pilvipeitteessä oli kuitenkin sen verran rakoja, että lopulta planeettapari näyttäytyi muutaman hetken ajan.

Tieteellisesti näillä konjunktioilla tai lähekkäin näkymisillä ei ole merkitystä. Ne ovat kuitenkin visuaalisesti hienoja hetkiä, joita tähtiharrastajat ja maallikotkin havaitsevat. Vaikka planeettojen näennäinen etäisyys kasvaakin, niin ne näkyvät vielä toistensa läheisyydessä viikon päivät. Jos siis et syystä tai toisesta onnistunut niitä näkemään, niin sinulla on vielä muutama ilta aika nauttia tästä näkymästä. Lisää maaliskuun havaintovinkkejä tästä Radiantin artikkelista.