Novembritaevas 2023, 3. osa

Alar Puss | 16.11.2023

Ilusat mahavaikitavat taassünni päeva!

Leoniidid

Sellest hiljuti olnud aastast saab juba 24 aastat. 1999. aastal oli iga inimene noorem kui praegu, rohi rohelisem, taevas sinisem, mõnelgi paistis „õige elu” alles ees olevat ning maksimumi saavutas ka novembrikuine leoniidide meteoorivool. Küllalt esinduslikud olid leoniidid juba aasta varemgi ja isegi mõni aasta hiljem oli, mida vaadata. Kirjutatakse ka 1966. aasta eriti efektsest leoniidide vaatemängust, eriti Ameerikas (teadaolev võimsaim meteoorisadu läbi aegade). Kuna selle jutu kirjutaja vanus oli 1966. aastal veel negatiivse väärtusega, puudub ka isiklik kogemus, aga küllap olid leoniidid siis meilgi vägevad. Paraku pole isiklikke super-kogemusi ka isegi 1999. aastast ja selle naaberaastaist. Novembritaevas on ju sageli kiuslikult pilvine, ei säästa need pilved teistest enam ka astronoome…

Tihedate leoniidide esinemisperiood peaks aga juba selge olema: 33 aastat. Lahutame 33-st 24 ja saame 9. Liidame selle 2023-le otsa. Nii et polegi enam ülimalt kaugel eeldatav uue maksimumi aasta 2032.

Üldiselt on tõesti teada, et leoniidide intensiivus saavutab maksimumi umbes 33-aastaste vaheaegade järel. Kõige efektsemad teadaolevad sõna otseses mõttes tähesajud või meteooride vihmad läbi aegade ongi pakkunud mitmel korral just leoniidid. Sarnase, 33- aastase perioodiga käib periheelis ära ka leoniide toitev Tempel-Tuttle komeet, veelgi detailsemas kirjapilids 55P/Tempel-Tuttle. Komeet jõuab kohale veidi enne meteoore ja tirib enda järel kaasa varasematel tiirudel maha jäetud meteroosakeste „puntraid”, tekitades samas ka uusi. Periheelis on see komeet Päikesele lähemal kui Maa, afeelis aga on veidi kaugemal kui Uraan Päikesest.

Kuid komeedi orbiidi tasand on ekliptika suhtes viltu, 18 kraadi. Kui komeedi orbiidi tasand siiski ekliptikale projekteerida, siis saame, et komeet liigub ümber Päikese planeetidele suunalt vastupidselt ehk retrograadselt. Kaugelt Päikesesüsteemi äärealadelt algselt pärit objektide puhul (seda komeedid kõik on) pole siin aga midagi üllatavat. Lühemaperioodilsed komeedid nagu ka Tempel-Tuttle komeet, on lihtsalt aegapidi suurte planeetide, eeskätt Jupiteri poolt jäävalt Päikese suhtelisse lähedusse „taltsutatud”.

Tõrvatilgad meepotis

Siiski pole lugu nii lihtne. On ka andmeid, et mitte päris iga 33 aastase tsükli möödudes pole leoniidid eriti aktiviseerunud. Suure pettumuse tekitas oodatava järjekordse võimsa maksimumi aasta 1899. Leoniidid jäid tagasihoidlikuks ka 1933. aastal. Samuti ei õnnestunud neil kordadel ka komeeti ennast taasavastada. 1966. aastal tulid leoniidid aga võimsalt tagasi

Siit võib juba arglikult arendada omaette korduva tsükli, et kahel järjestikusel 33-aastasel perioodil muutuvad leoniidid väga efektseiks, kahel järgneval aga mitte.

Tulevikuennustustes kiputaksegi kartma, et leoniidid löövad „verest välja” ka järgmisel oodataval maksimumi aastal (2032. aasta kandis) ja võib-olla isegi ka 2065. aastal. Alles 3 perioodi ehk sajand hiljem peale 1999. aastat usutakse päris entusiastlikult leoniidide suure võimsuse taastumist. Probleem siiski jääb: terve sajand ooteaega on selgelt liiga palju! Kuid kuigi üpris vähe, peaks siiski neidki inimesi leiduma, kes 100 aasta järel uuesti vägevaid leoniide näha saavad. Ligikaudne sünniaasta peab muidugi sobima.

„Süüdlane” pauside tekkeks on ka kätte leitud. Ikka see Jupiter! Jupiterist lähedalt möödumist ongi hinnatud põhipõhjuseks, miks 1899. aastal ja takkapihta veel 1933. aasta leoniidid kahvatuks jäid. Ning Jupiter ei jäta jonni: juba 5 aasta pärast, 2028. aastal on Jupiter ja periheelile lähenev Tempel-Tuttle komeet jälle liiga lähestikku ja massiivne Jupiter nihutab nii komeeti kui meteoorosakesi mõnevõrra teise kohta kui nad muidu satuksid olema. Vägevaid tähesadusid võib aga jälle loota 2098. aastal ja ka sellele järgneva 33 aasta pärast.

Optimismi ka

Õnneks pole see päris nõrkadeks jäävate leoniidide idee kindel. Mingisugune leoniidi-meteooride aktiivsuse kasv arvatavasti siiski toimub ka mõnel aastal 2032. aasta ümbruses. Võimalik, et leoniidid saavad siiski augustikuiste perseiididega võrreldavaks või heal juhul enamakski. Leoniide ja Tempel-Tuttle komeeti on püütud küll hoolega uurida ja arvutada, kuid meteooride puhul on alati võimalus, et jänku hüppab kübarast välja. Meteoorosakesed on päris „tume aine”, mis annab endast märku alles siis, kui meteoor(id) Maa atmosfääri sisenevad. NB! Mõistagi ei saa meteoorosakesi „päris” tumeda aine osakesteks pidada nende tühise massi ja siiski väga vähese koguse tõttu.

Pole võimatu leoniidide mõningane ootamatu aktiveerumine ka mõnel täiesti „ootamatul” aastal. Suhteliselt hea aktiivsus veel 2001. ja 2002. aastal oli ka päris huvitav, kuigi need nähtused seostusid veel endise, 1999. maksimumiga.

Mida teevad leoniidid tänavu?

Aga käesoleval, 2023. aastal? Midagi peaks ikka näha olema, kuid siiski vist mitte eriti efektselt. Nii nagu mitmetel viimastel aasta(kümne)tel ikka. Eeldatav tunniarv mitte kümneid ja sadu tuhandeid nagu parimatel aastatel läbi aegade, vaid ehk 15-20 kandis. Aga, nagu öeldud, ootamatused pole välistatud. Lõpliku kindluse annavad muidugi reaalsed vaatlused. Kui vaid ilm on ilus, soovitan mõnel ööl 18. novembril ja selle ümbruses hommikupoole ööd soojalt riidesse panna ja selgesse taevasse vaadata küll. Üksikuid leoniide võib leida isegi kuu aja jooksul. Aga just hommikupoole ööd tasub leoniide vaadelda sellepärast, et siis on üle horisondi tõusnud Lõvi tähtkuju, kus asub leoniidide radiant. Leo on üks ilus poisslapse nimi, kuid see tähendab tõlkes ka Lõvi tähtkuju. Kes mäletab 1980-ndate algust ja varasemaid aegu, siis võisid sel ajal „leoniidid” kuidagi (ilmaaegu muidugi) seostuda ka partei ja riigijuhi Leonid Brezneviga… Seda nime korrutati ja kirjutati neil aegadel kestvate kiiduavalduste saatel ikka väga sageli. Noh, praegu tehakse samamoodi. Nime(de) kõla ja kirjapilt on lihtsalt erinevad…

Aga leoniidid ja Kuu? Kuu osas on seekord asi korras. Noor sirbikujuline Kuu paistab 17. novembri õhtul väga madalas ja loojub kiiresti. Ka päev-paar enne ja hiljem pole Kuu rohkem segamas. Mida kõrgemale leoniidide radiant hommikutaevas kerkib, seda paremaks vaatlustingimuused muutuvad. Kusjuures ei pea tingimata ida poole vaatama, vaatesuuna võib vabalt valida. Kui hakkab valgenema, võiks põhimõtteliselt just mujale, mitte ida-kagu suunas vaadata (mujal on taevas ju pimedam).

Ning lisaks leoniididele võib ju hommikutaevas kasvõi heledat Veeenust nautida. Pean vajalikuks ette hoiatada, et järgmine aasta on päris kehv Veenuse-aasta. Muidugi tasub vaadata ka läänetaevas end loojuma sättivat, samuti hästi heledat Jupiteri ja vibutada „leoniidide rikkuja” suunas rusikat. Kuigi rusikad võib taskusse jätta, Jupiterist me jagu ei saa! Või mine tea, Jupiter ju läheb „igaks juhuks” poole seitsme paiku looja!

Taevastest Vankritest

Esimeses novembri-loo osas oli juttu Vale-Väike-Vankritest. Üks vist jäi mainimata: ka osa põhjataevas paiknevast Lohe tähtkujust meenutab kokku nelja vankriratast. Aga võib-olla ei panda seda eriti tähele.

Päris Väike Vanker on samuti alati põhjataevas. Enamgi veel, vankri otsmine aisatäht, Põhjanael, on kogu aeg suisa ühel kohal paigal. Mitte küll matemaatilise täpsusega, kuid silmaga vaatamiseks piisab.

Kergem on kohe leida Suurt Vankrit, mis õhtul asub madalas loode-põhjakaares, kuid hommikuks kerkib, tagumised rattad ees, kirdetaevast pea kohale, seniidi kanti. Needsamad 2 tagumist ratast sihivad alati, olenemata nende vaatesuunast, Põhjanaela poole. Sealt edasi pole ka Väikese Vankri kokkupanek eriti raske.

Fotomeetriast

Jätkame nüüd kuu alguses algatatud kiirguse kinnipüüdmise ja kirjeldamise temaatikaga.

Tähed kiirgavad. Astronoomid mõõdavad. Kõige esimene optiline mõõteriist on ajalooliselt kindlasti inimese silm seda nii taevakehade kui maiste esemete heleduse ja värvuse mõõtmiseks. Seejuures teeb inimaju automaatselt ka esmase esemete heleduste (ja värvuste) võrdluse. See annabki meile ju võimaluse maailmapilti „nautida”. Kuigi alati ei pruugi pilt meeldiv olla, ka see arusaam areneb juba varasest east alates seoses inimese võimega luua (automaatseid) võrdlusi. Inimesel on loomulikult väga palju teisigi kaasasündinud ja arenevaid oskusi. On need kõik head või mitte, see ei mahu teemasse.

Üks inimlik omadus on seegi, et võimalusel püütakse mingeid asju täiustada. Silma võimed kiirgust täpselt registrerida on piiratud. Samuti on ju iga inimese silmade tegevuse täpsus indviduaalne ja mitte täpselt ühesugune. Seetõttu ongi kasutusele võetud silmale võimalikult vastavaid, kuid objektiivsemaid mõõteaparaate ja süsteeme. Küllalt suurte jõupingutuste tulemusel on päris paljude erinevate inimeste nägemise (ehkki normaalse nägemise) võimekusi uurides saadud kokku sellised piirid, et „keskmine” inimsilm näeb kiirgavaid (või peegeldavaid) objekte, kui vastavate kiirguste lainepikkused on 380 ja 760 nanomeetri vahel. (1 nanomeeter on meetrites selline arv nagu null koma, siis 8 nulli ja siis 1). 380 nanomeetrit on violetne värvitoon ja 760 nanomeetrit punane, teised vikerkaarevärvid jäävad sinna vahemikku. Ka eri värvi kiirguste nägemine on erinev. Juba mainitud paljude katsete tulemusel on koostatud silma suhtelise tundlikkuse kõver, mille maksimumis on kiirguse (valguse) tajumine kõige tugevam. Kõige heledamini tunnetab inimisilm valgust 555 nanomeetit ehk rohekaskollast värvitooni.

Kiirgustajuritest

Vastavalt „keskmise inimese” nägermisele on püütud ehitada võimalikult analoogseid tehnilisi kiirgustajureid. Tuntuim selline tajur on ehk UBV fotomeetilise süsteemi V- filtrit kasutav fotomeeter. V-filtri kasutamine tähendab siis just inimese silmale võimalikult sarnase kiirgustajuri vastuvõtlikkust ehk siis tundlikkust. Nii mõõdetud tähe heledust tuntaksegi V-heledusena, sagedamini aga on see tuntud (näiva) heledusena, mida tähistatakse m-tähega. Heleduste väärtusi tuntakse tähesuurustena, kuid ühikud puuduvad. Kasutusel on tihti ka tähis mV. Absoluutne, teatud kindlale kaugusele (10 parsekit) üle kantav tähe näiv heledus, millest ka juba novembrikuu esimese osa loos juttu oli, kannab üldiselt tähist M, kasutusel on laialt ka MV.

V-filtri tundlikkuse maksimum on püütud paigutada samuti 555 nm lähedale. Nagu pole identne iga erinev silm „keskmise silmga”, nii ei pruugi ka järeletehtav tehistajur olla sellega kokkuvõttes „igas asendis” identne. Nii püüti heleda tähe Veega näiv heledus valida täpselt väärtusega null, aga sattus siiski 0.03 tähesuurust. Probleem pole muidugi eriti suur, sest heledusskaalade kalibreerimiseks on kasutatud teisi tähti ka. Peame meeles sedagi, et täpselt monokrokmaatilist (ühevärvilist) kiirgust tähed ju ei kiirga, õigupoolest polegi seda kuskil olemas, sest lõpmata täpse lainepikkuse mõiste ise on vaid sümboolne. Täpsuse huvides võiks veel märkida, et soovides saada täpselt nulliseid värvusindkseid, peab Veega heledus ka teistes filtrites pisut nullist erinema ja ni see ongi.

HR diagrammil (millest sai 1. osas veidi rääkima hakatud, aga oleme selle vist juba unustanud) peame muidugi vertikaalteljele asetama alati tähe absoluutse, (mitte suhtelise) V-heleduse, tähis MV.

Aga korraks jooksis läbi mõiste „UBV”. Mis see on? Eks see ole üks mitmetest väljatöötatud üldistest fotomeetrilisest süsteemidest, kus teised filtrid registreeerivad paremini teistsuguste lainepikkustega kiirgusi kui inimsilm.

B-filter võeti kasutusele kui võimalikult vastav varasema aja fototehnika poolt võimaldatud fotograafilise matejali tundlikkusele (1950–1960-ndad aastad ja varem); seda spektripiirkonda kasutades kogub kiirgustajur põhiliselt sinist valgust, mida aga inimsilm fikseerib märksa nigelamalt ja seega keskmist silmanägemist enam aluseks võtta ei saa.

U-filtri läbilaskvuspiirkond on aga juba põhiliselt ultravioletses (UV)-spektripiirkonnas ning lihtsalt silmaga vaadetes ei teaks me sellest kiirgusest üldse midagi. U-filtri valimisel on arvestatud on ka asjaolu, et Maa atmosfäär laseb läbi vaid väikest osa UV kiirgusest; just seda Maa pinnani jüudvat kiirguse osa arvestades siis U-filter ongi määratud.

Näivate tähesuuruste valitud nullpunktid eri filtites (U, B, V) vastavad siiski erinevatele kiirguse intensiivsuste väärtustele. Aluseks on võetud silmaga valgena (esindab kõiki värve) paistvate tähtede spekriklass A0, mille hea esindaja on seesama Veega. B-filtri läbilaskvusele vastavas lainepikkuste piirkonnas on A0 spektriklassi esindavate tähtede kiirguste intensiivsused suuremad kui visuaalsele, V- filtrile vastavas lainepikkuste vahemikus.

Näivale visuaalsele ehk V- heledusele valitud mV = 0 vastab A0-tähtedel seega väiksem kiirgusvoog ja intensiivsus võrreldes B-filtriga seotud kiirgusele, kuid ka„siniste” heleduste skaala on samas ikkagi nii paika pandud, et sealgi mB = 0. Omakorda ultravioletses (UV) spektripiirkonnas mõõdetakse A0-klassi tähe kiirgust U-filtrit kasutades. Seal on valitud heleduse nullpunktiks (mU = 0) võetud samale, A0 spektriklassi tähele vastav UV kiirgus; seda siis selles UV-kiirguse osas, mis pääseb veel läbi Maa atmosfääri. Selle kiirguse intensiivsus vastab A0 spektriklassis aga omakorda juba väiksemale kiirguse intensiivsusele kui B-filtriga mõõdetavas sinises spektripiirkonnas.

NAgu juba eelnevas lõigus juttu oli, toimub A0-spektriklassi tähtede puhul UV-kiirguse kõige pikalainelisemas osas (ehk lähis-UV piirkonnas) tähe kiirguse järsk nõrgenemine. See kiire langus toimub lainepikkuse 365 nm kandis. Sama lainepikkusega on püütud sobitada ka U-filtri läbilaskvuse maksimumi.

Ühelt poolt vastab selline kokkuvõtlik kiirguse jaotus absoluutselt musta keha (vt märtsikuu lugu) mudeli järgi tähe kiirgamisvõime kiirele kukkumisele üldise kiirguse maksimumile vastavast lainepikkustest lühematel lainetel, praktikas aga on tegu nn Balmeri hüppega (või siis kukkumisega) vesiniku spektris lainepikkusel 365 nanomeetrit. A0 spektriklassi tähtedel domineeribki tähe kiirguse jaotuse ehk spektri kujundamisel kõige võimsamalt just vesiniku panus, kuigi vesinik mõjutab mingil määral kõigi tähtede „väljanägemist”, kuumimatest jahedaimateni välja.

UBV süsteem laieneb, ikka A0 spekriklassi tähti (Veega) kiirgust aluseks võttes ka teiste filtrite (R, I jne) abil ka punasesse ja infrapunasesse (IP) spektripiirkonda, mis on samuti silmale nähtamatu. R-filter laseb läbi punast valgust. Punane kiirgus on analoogiliselt sinisega silmale tajumiseks kesisevõitu. Kuid R-filter on päris lai; lisaks registreerib see osaliselt ka nähtamatut IP-kiirgust. Vastavad näivad heledused on aga siiski taas kombineeritud nii, et need on selles spektriklassis nullise väärtusega. Ikka seda A0 tähe (esindajaks Veega) spektriklassi on siin silmas peetud..

Kui aga üle kogu spektri Veega kiirguamisvõime summeerida, saame kätte Veega kiirgavuse. Siit saab omakorda arvutada ka tähe bolomeetrilise heleduse tähesuurustes (kuid ikka ühikuta).

Nullid tulevad ideaalsete A0 spektriklassi tähtede puhul ka kõik heleduste vahed ehk värvusindeksid (B-V, U-B), kuna null miinus null on samuti null. Tähe pinnatemperatuuri saame kiirgavuse kaudu leida, see on Veegal veidi alla 10 000 K.

Kui nüüd mõõdame mõne teise tähe kiirgust ja leiame sealtkaudu nende värvusindeksid, saame siit kasutusele võtta ka järjekordse võimaluse mõõta tähe pinnatemperatuuri. Juba värvusindeksi B-V kaudu saab tähe spektriklassi (sega temperatuuri hinnata. Negatiivne värvusindeks vastab kuumadele B ja O spektriklassi tähtedele, positiivne aga A0-st jahedamatele. Kui arvutame värvusindekseid, polegi oluline, kas nende arvutamisel olid kasutusel näivad või absoluutsed heledused, sest heleduste vahed eri filtrites on mõlemal juhul samad.

Võib üritada ka mõõta tähe kiirguse intensiivust ja sealt edasi bolomeetrilist heledust igas lainealas korraga, seda tehaksegi temperatuuri mõõtmise meetodil. Siiski pole kiirgustajurid üldiselt igale „värvile” ühtviisi tundlikud ja täpse intensiivsuse määramine sellisel „liiga jõulisel” otsemõõtmisel võib osutuda raskeks.
Tihti on kasulikum on kiirgust mõõta „tasa ja targu”, eri filtrite abiga.

Ühikutest veidi veel. Kui me vahetame V-filtri mõne teise, U või B või R või I-filtri vastu välja, siis ei saa enam kasutada silmanägemisega seotud lukse, kuna need kipuvad „otsa saama”. Logaritmitava suuruseńa peaks siis ikkagi kasutaḿa vatte ruutmeetri kohta. Ka V-filtri korral võime registreeritava suurusena mõõta lukside asemel vatte ruutmeetri kohta (nagu juba loo esimeses osas juttu oli, vt ka järgmises osas). Lisaks ühikutele on siis muidugi ka arvväärtused erinevad. Tuleb muudkui teisendada, pole pääsu!

Veel üks vaheaeg tulekul

Arvad: asi ühel pool.
Aga jätk on sellel lool!

Lisame tänase Vikerkaja lõppu veel saate jooksul toodud sõnumeid.

„Sellisete tegude toimepanek oli lisaks kõigele muule ränk põhiseaduse rikkumine!” teatas kohtunik Müller kohtualusele resoluutse tooniga. „Kõiki neid sooritatud tempe saate nüüd pikkade aastate vältel kahetsema, sest selliste asjade eest on ette nähtud karmid karistused ning kõik me oleme alati seaduse ees võrdsed! Karistuseks saate… oot-oot! Valvur, näita paremini valgust!” …

”Ah see oled sina, Stirlitz! No siis on teine asi! Miks sa kohe ei öelnud?” Müller ohkas sügavalt ja lisas sõbramehelikult vabandava tooniga: „Kuule, ole hea, mine vaata kõrvalkabinetti, kas Bormann on piisavalt kaine! Kui ikka kuidagi jalul püsib, lähme kõik koos õllekasse!”

„Tahtsime sind lihtsalt proovile panna, kas su silmanägemine on korras, vana totu,” muigas Stirlitz ja pani rahulikult luba küsimata suitsu ette. „Kuule Müller, me ju mõlemad teame ilma vaatamatagi, et Bormann pole täna eriti suuteline õllekasse jõudma.” Sitirlitz haigutas ja lisas: „Ausalt öeldes mina ise kah ei viitsi koote ligutada. Käi aga ise ära või saada valvur! Anname siinsamas soskudele rivitult!”

„Kui sa just ise võtta ei taha, eks me siis lubame sul ka mujale minna!” irvitas kohtualune Stirlitz mõnuga suitsu puhudes lisaks. „Olgu nii,” soostus vähenõudlik Müller ja viipas valvurile, kes kohe teenistusvalmilt Mülleri kabinetist kadus.

Vaadanuks valvur üle õla tagasi, näinuks ta väljast veel, kuidas Stirlitz võttis topelttaskust paberi allajoonitud nimedega ja viskas selle hooletu liigutusega kohtunikule nina alla.

Veidi hljem kostis raksatus ja mulksatus. Polnudki enam midagi vaadata. Mäda vundamendi viimased jäänused olid otsustavalt järele andnud. Kogu vägeva fassaadiga gestaapokohtu hoone oli silmapiirilt sohu kadunud.

„Ei tea, kuhu ma need õlled nüüd panema pean?” pahandas tagasitulev valvur.

Märksõnad: Jupiter, komeedid, meteoorid, Veenus