Більшість аматорів астрономії нехтують денними спостереженнями, вважаючи що окрім Сонця вдень спостерігати нічого неможливо. Але це не так. Наприклад, Венеру неподалік від найбільшої елонгації можна побачити на денному небі навіть неозброєним оком. Звісно, старий Місяць бачили багато хто з вас. Хоча, у телескоп він виглядає занадто тьмяним. Дивовижно, але вдень можна також побачити також Юпітер та Сатурн, хоча, звичайно, тут вже конче потрібен телескоп

Чому взагалі варто приділяти увагу денним спостереженням?

Деякі астрономічні події відбуваються саме вдень. Так, наприклад, 2 березня 2023 р відбулося сполучення Венери та Юпітера, і на найменшій відстані у нас вони спостерігалися саме вдень. 17 травня 2023 р. з деяких місць на планеті можна було спостерігати денне покриття Юпітера Місяцем. 9 листопада 2023 р. відбулося покриття Венери Місяцем – теж на денному небі. 11 березня 2024 р. буде транзит відразу двох тіней супутників Юпітера по його диску, і розпочнеться ця рідкісна подія теж до заходу Сонця.

Мій перший досвід денних спостережень Юпітера

Вперше мені довелося знайти (саме не вести з ночі чи сутінок, а знайти «з нуля») Юпітер на денному небі 16 серпня 2023 р, приблизно о 10:30, коли Сонце було у 44° над горизонтом, а Юпітер – у 28°. Задача виявилася не з простих, оскільки я не уявляла як саме на денному небі має виглядати Юпітер у шукач. Незважаючи на низький контраст та сильну турбулентність, мені вдалося побачити на диску планети дві екваторіальні смуги. Супутників, звичайно, видно не було – вони заслабкі.

Через деякий час мені стало цікаво: чи зможу я на денному Юпітері розгледіти тінь від супутника? Це доволі нетривіальне питання. Спостереження були заплановані на 26 грудня між 14:00 та 16:00 – час транзиту тіні Іо. О 15:20, коли я нарешті упіймала вікно між хмарами, тінь майже співпала з Великою Червоною Плямою. І це ускладнювало спостереження. Але найбільше здивування я відчула, коли побачила поруч із Юпітером і сам Іо! Теоретично, вони заслабкі, і їх неможливо побачити на денному небі.

Але, з наукової точки зору, цьому експерименту бракувало неупередженості. Адже я знала наперед, що тінь має бути, і шукала її. А тому на початок 2024 року задумала новий експеримент – «сліпий».

Мета експерименту.

Головна мета – виявити, чи зможу я побачити вдень (Сонце має бути принаймні у кількох градусах над горизонтом) тінь супутника на диску Юпітера, не знаючи заздалегідь, чи є там вона чи нема. Додатково було цікаво дізнатися, за яких умов можна побачити галілеєві супутники вдень.

Дизайн експерименту та обладнання.

За задумом я маю накопичити якомога більше спостережень, не цікавлячись наперед, чи триває у той момент транзит тіні, і в якому положенні знаходяться супутники. Сусідні спостереження мають бути розділені принаймні 1 годиною. І тільки після спостережень я себе перевірятиму за допомогою симулятора:

https://skyandtelescope.org/wp-content/plugins/observing-tools/jupiter_moons/jupiter.html

Для спостережень використовувався телескоп-рефлектор Sky-Watcher діаметром 8” (200 мм) з фокусом 1200 мм, світлосила f/6. Разом із ним використовувалася лінійка окулярів:

– 40 мм Celestron Fully coated Plössl (пошуковий)

– 25 мм Vixen multi-coated (пошуковий)

– 10 мм Sky-Watcher MC-coated Super Plössl

– 5 мм Celestron X-Cel XL Fully multi-coated

Реалістичність задуму

Неважко зробити грубу оцінку ймовірності побачити транзит тіні у навмання взятий момент часу. За період спостережень можна було бачити транзити тіней Іо, Європи та Ганімеда. Через те, що великі супутники Юпітера обертаються майже у площині його екватору, а вісь обертання Юпітера трохи нахилена (під кутом близько 3°), спостерігати транзит тіні найдальшого з них –  Калісто – у той період було неможливо.

Транзит Іо в період експерименту тривав, в середньому, 2.217 год, а орбітальний період – 42.456 год. Ділимо перше значення на друге і отримуємо близько 5.22%.

Транзит Європи тривав 2.483 год, при орбітальному періоді супутника у 85.224 год. Отримуємо ймовірність близько 2.91%.

Для Ганімеда, відповідно, тривалість транзиту 1.933 год, а орбітальний період 171.72 год, тому ймовірність побачити транзит 1.13%.

Оскільки подвійні та потрійні транзити є вкрай малоймовірними, отримані ймовірності можна просто додати. Отримаємо близько 9.3% ймовірності побачити транзит при випадковому виборі моменту спостережень. Іншими словами, десь 1 спостереження транзиту тіні на кожні 10 спроб.

 

Як знайти Юпітер на денному небі?

Перш за все, необхідно визначитися з місцем спостереження. За допомогою планетарію (напр. додатку на мобільний телефон) треба визначити у якому приблизно напрямку знаходиться Юпітер. Точку спостереження обов’язково необхідно обирати так, щоб Ви та телескоп були закриті від Сонця будівлею. Це дозволить трохи розширити зіниці та роздивитися більше деталей. Практика показує, що спостереження є найбільш вдалими, коли Юпітер знаходиться на висоті щонайменше 23-25°.

Якщо ваш телескоп стоїть стаціонарно, та ще й оснащений системою GoTo – проблем немає. Але що робити, якщо у вас наприклад, Добсон, і без координатних кругів? Я запускаю на телефоні програму «Рулетка», у якій є ще один інструмент – рівень (електронний аналог будівельного рівня). Перевіряю у планетарії на якій висоті має бути у даний момент Юпітер. Кладу на телескоп телефон з «рівнем», і виставляю на потрібний кут. Тепер прикидаю за допомогою планетарію в якому приблизно напрямку за азімутом шукати планету і сканую ділянку. Навіть у шукач Юпітер виглядає як маленький світлий кругляш, схожий на далеку повітряну кульку.

Результати експерименту

Отже, про те, що вийшло з моєї задумки. Загалом я накопичила 26 спостережень впродовж приблизно 2 місяців – з початку січня до початку березня. Більше всього з погодою щастило у січні. В лютому більшість часу у нас була суцільна хмарність. За цей час Юпітер одночасно віддалявся від нас та наближався до Сонця. Через це у березні спостереження стали вельми складними.

Звісно, у більшості випадків мені не щастило – тіні на Юпітері видно не було. У даному випадку негативний результат – теж результат. Жодного разу не було такого, щоб мені здалося, що тінь є, а її насправді немає. Було 2 вдалих (з точки зору фіксації тіні) спостереження: 11 та 27 січня, коли вдалося побачити тінь Іо. Додатково було проведено спостереження 10 січня, коли Сонце було у кількох градусах під горизонтом, а небо все ще залишалося світлим. Причина цього «позапланового» спостереження в тому, що у той же день, о 15:10, я побачила поруч із Юпітером один із супутників, і мені стало цікаво, чи дасть він тінь. Виявилося, що тим супутником був Ганімед, він як раз вийшов з-за Юпітера, але тінь на додаткових спостереженнях побачити таки вдалося, хоча то була тінь Європи, а не Ганімеда.

Було і одне явно невдале спостереження: 4 березня тінь не спостерігалася. Хоча, відповідно до симулятора, мала бути на диску. Чому так сталося? Перш за все, через те, що тінь приходилася на темну смугу Юпітера. По-друге, кутовий розмір Юпітера зменшився до 35.3”, а розмір тіні мав складати близько 0.9”. Третій фактор – далекий від ідеального стан атмосфери. Фактично, ймовірно, кутовий розмір тіні наблизився до дифракційної межі для поточних умов.

Коли Сонце достатньо високо над горизонтом, розгледіти деталі на диску доволі складно через низьку контрастність зображення. Якщо ж Сонце нижче 5-6°, то задача стає значно простішою. Загалом можна зробити висновок, що спостереження тіні на диску Юпітера на світлому чи навіть денному небі – цілком реалістична задача, особливо коли Сонце знаходиться достатньо низько над горизонтом, а Юпітер має достатньо великі (для Вашого інструмента) кутові розміри.

Тепер по видимості супутників. Вперше на січневих спостереженнях, коли Сонце бувало низько над горизонтом, мені нарешті вдалося роздивитися супутники не як точкові обʼєкти, а як крихітні диски! На відміну від спостережень на темному небі, вдень не заважає зайвий контраст. Це ж стосується і деталей на самому диску Юпітера. Коли Сонце у кількох градусах над горизонтом, або у кількох градусах під горизонтом (коли небо ще світле), то тендітних смуг та вихрів видно значно більше, ніж на темному небі.

Коли ж Сонце знаходиться доволі високо над горизонтом, супутники видно тільки за умови, що вони знаходяться достатньо близько до Юпітера – не більше ніж приблизно 1 – 1.5 його видимі діаметри. Скоріш за все, це пов’язано з особливостями нашого зору: нам важко сфокусуватися, коли оку «нема за що зачепитися». Юпітер – доволі великий обʼєкт, сфокусуватися на ньому легко, відтак найближчі до нього об’єкти теж потрапляють у фокус. Тільки-но переводиш погляд трохи далі у пошуках супутників – фокусування втрачається.

Сподіваюся, що цей досвід був цікавим та корисним комусь з аматорів астрономії.

Ясного неба та вдалих спостережень!

Наталя Вірніна