Δύο γίγαντες κι ένας γείτονας

Πέντε από τους οκτώ γνωστούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος είναι ορατοί με γυμνό μάτι. Ξεκινώντας με τον πλησιέστερο στον Ήλιο, διακρίνουμε τον Ερμή, την Αφροδίτη, τον Άρη, το Δία και τον Κρόνο (κάποιοι θα σκεφτούν εδώ ότι θεωρητικά –με αστρονομικούς όρους μεγεθών– ορατός είναι και ο πλανήτης Ουρανός, αλλά δύσκολα θα τον διακρίνει το μέσο μάτι).

Σχήμα 1. Η φαινόμενη πορεία του Ηλίου στον ουρανό πάνω στο επίπεδο της εκλειπτικής. (Πηγή: Wikipedia.org)

Η Γη και οι άλλοι πλανήτες περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Έτσι, ανάλογα με την εποχή, διαφορετικοί πλανήτες είναι ορατοί στον ουρανό. Για τους κατοίκους του Βορείου ημισφαιρίου, παρατηρούνται όλοι Νότια, πίσω από τη φαινόμενη διαδρομή του Ηλίου στον ουρανό, η οποία γίνεται πάνω σε ένα νοητό επίπεδο, την εκλειπτική.

Κάποιοι ίσως έχουν παρατηρήσει τους τελευταίους μήνες ένα φωτεινό αντικείμενο που ξεχωρίζει τις απογευματινές ώρες στη Δύση. Είναι ο πλανήτης Αφροδίτη, ο πιο κοντινός στη Γη, που η λαϊκή ονομασία του είναι τώρα Αποσπερίτης, ενώ Αυγερινός αποκαλείται όταν τον παρατηρούμε τις πρωινές ώρες στην Ανατολή.

Αυτές τις μέρες όμως, ο ουρανός μάς προσφέρει κι ένα άλλο εντυπωσιακό θέαμα. Αν στρέψουμε το βλέμμα μας νοτιοανατολικά τις πρώτες πρωινές ώρες, θα δούμε τρία φωτεινά ουράνια αντικείμενα σε φαινομενικά κοντινή μεταξύ τους απόσταση. Τρείς εξωγήινους, μυστήριους κόσμους, ορατούς σε εμάς μέσω ανάκλασης του ηλιακού φωτός στην επιφάνειά τους: είναι οι αέριοι γίγαντες Δίας και Κρόνος και ο γειτονικός γήινος πλανήτης Άρης.

Σχήμα 2. Οι πλανήτες Άρης, Δίας και Κρόνος, όπως φαίνονται αυτήν την εποχή κατά τις πρώτες πρωινές ώρες στο Νοτιοανατολικό κομμάτι του ουρανού. Ψηφιακή αναπαράσταση με το δωρεάν λογισμικό ανοιχτού κώδικα Stellarium (stellarium.org).

Πέραν της θέσης τους όμως στον ουρανό, τί διακρίνει παρατηρησιακά έναν πλανήτη από ένα αστέρι; Πώς μπορεί ένας σχετικά άπειρος παρατηρητής να καταλάβει ότι ένα αντικείμενο είναι πλανήτης; Τα αστέρια έχουν συνήθως εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο όγκο από τους πλανήτες. Είναι όμως και απείρως πιο μακριά από εμάς. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σε πολλές περιπτώσεις αστέρια και πλανήτες να έχουν φαινομενικά το ίδιο μέγεθος στον ουρανό.

Μπορούμε να ξεχωρίσουμε έναν πλανήτη παρατηρώντας τη σχετική του θέση στον ουρανό. Τα αστέρια εμφανίζονται σε σταθερές μεταξύ τους αποστάσεις, ενώ οι πλανήτες αλλάζουν θέση. Αυτό όμως απαιτεί ημέρες, εβδομάδες ή ακόμα και μήνες απλής παρατήρησης. Υπάρχει ωστόσο ένα δεδομένο που ξεχωρίζει άμεσα ένα αστέρι από έναν πλανήτη. Το φως των αστεριών δεν εμφανίζεται σταθερό στους παρατηρητές στη Γη. Η ατμόσφαιρα της Γης, την οποία διανύει το φως μέχρι να φτάσει στο μάτι μας, μεταβάλλει την κατεύθυνση αλλά και τη φωτεινότητά του. Το αποτέλεσμα είναι μια διαταραχή που κοινώς αναφέρεται ως σπινθηρισμός.

Ο αναγνώστης εδώ πρέπει να αναρωτηθεί: γιατί δεν παρατηρούμε το ίδιο φαινόμενο στο φως των πλανητών;

Δίας, σχεδόν Ήλιος

Εικόνα 1. Ο πλανήτης Δίας. Εικόνα από τη διαστημική αποστολή Juno. (Πηγή: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill)

Σύμφωνα με αναφορές παρατηρητών τουλάχιστον από τον έβδομο και όγδοο αιώνα π.Χ., ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του Ηλιακού μας συστήματος. Τρίτο σε λαμπρότητα (μετά τη Σελήνη και την Αφροδίτη) αντικείμενο στον ουρανό, είναι ένας τεράστιος αέριος κόσμος αποτελούμενος κυρίως από Υδρογόνο, Ήλιο, Αμμωνία, Μεθάνιο και Θείο. Έχει μάζα 318 φορές μεγαλύτερη από τη Γη και είναι περίπου 1320 φορές μεγαλύτερός της σε όγκο.

Εικόνα 2. Συγκριτική αντιπαράθεση της Γης και του Δία. 1320 Γαίες χωράνε μέσα στον Δία (Πηγή: Wikipedia.org)

Ο Δίας βρίσκεται 5,2 φορές μακρύτερα από τον Ήλιο σε σχέση με εμάς (αυτό αντιστοιχεί σε περίπου 780 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Χρειάζεται 4333 ημέρες για να ολοκληρώσει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο, ενώ περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του σε 9 ώρες και 55 λεπτά. Έχουμε επίσης ανακαλύψει 79 δορυφόρους του.

Πρώτος ο Γαλιλαίος παρατήρησε λεπτομέρειες του Δία, τον Ιανουάριο του 1610. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιό του, είδε τον πλανήτη με τα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια του: την Ιώ, την Ευρώπη, τον Γανυμήδη και την Καλλιστώ, τους γνωστούς και ως Γαλιλαϊκούς δορυφόρους… μικρότεροι κόσμοι που περιφέρονται γύρω από μια μεγάλη κεντρική μάζα. Πριν την ανακάλυψη του νόμου της παγκόσμιας έλξης από τον Νεύτωνα και μετά τη διατύπωση των νόμων της ουράνιας κίνησης από τον Κέπλερ, ο Γαλιλαίος είδε ένα μικρό «ηλιακό» σύστημα. Ήταν μια παρατήρηση που άλλαξε για πάντα τη θεώρηση του ανθρώπου για τη θέση της Γης στην ιεραρχία των κόσμων.

Αποτελούμενος κυρίως από Υδρογόνο και Ήλιο, ο Δίας έχει τα βασικά συστατικά των αστεριών. Αυτά είναι το απαραίτητο καύσιμο, που μέσω πυρηνικών αντιδράσεων σύντηξης, παράγει τεράστια ποσά ενέργειας στο εσωτερικό των άστρων, κάνοντάς τα να λάμπουν.

Γιατί ο Δίας όμως δεν έχει και αυτός δικό του φως; Είναι γίγαντας σε σχέση με τη Γη (έχει 2,5 φορές την μάζα όλων των υπολοίπων πλανητών μαζί), αλλά όχι τόσο μεγάλος όσο ένα αστέρι. Αν όμως η μάζα του ήταν περίπου 80 φορές μεγαλύτερη, στο εσωτερικό του οι συνθήκες θα ευνοούσαν τέτοιου είδους αντιδράσεις και στη γειτονιά μας θα υπήρχε άλλο ένα αυτόφωτο αντικείμενο: ένας μικρός αστέρας.

Σίγουρα δε μπορούμε να μιλήσουμε για όλα όσα ξέρουμε για τον Δία μέσα σε λίγες γραμμές. Άλλωστε πρέπει να ασχοληθούμε και με τον πλανήτη που αιχμαλωτίζει τη φαντασία όλων όσων τον παρατηρούν: τον Κρόνο.

Κρόνος, ο πλανήτης που επιπλέει στο νερό

Γνωστός και αυτός τουλάχιστον από τον όγδοο αιώνα π.Χ., ξεχωρίζει από τους άλλους πλανήτες εξαιτίας του εντυπωσιακού συστήματος δακτυλίων που διαθέτει: ένα σύνολο σχηματισμών από πέτρες και πάγο.

Εικόνα 3. Ο Κρόνος, με το εντυπωσιακό σύστημα δακτυλίων. Εικόνα από τη διαστημική αποστολή Cassini – Huygens (Πηγή: NASA/JPL/Space Science Institute)

Αποτελείται κυρίως από Υδρογόνο, Ήλιο και Μεθάνιο. Μικρότερος από τον Δία, παραμένει ωστόσο γίγαντας, καθώς είναι 95 φορές μεγαλύτερος σε μάζα και 764 φορές μεγαλύτερος σε όγκο από τη Γη.

Εικόνα 4. Συγκριτική αντιπαράθεση Γης – Κρόνου. Μπορούμε να χωρέσουμε τη Γη 6 φορές κατά μήκος των δαχτυλίων του Κρόνου. (Πηγή: Wikipedia.org)

Εικόνα 5. Σχέδια του Κρόνου από τον Γαλιλαίο βασισμένα στις παρατηρήσεις που έκανε με το τηλεσκόπιό του.

Ο Κρόνος βρίσκεται 9,5 φορές πιο μακριά από τον Ήλιο σε σχέση με εμάς (σχεδόν 1,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα). Ολοκληρώνει μια πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο σε 10759 ημέρες και μια περιστροφή γύρω από τον άξονά του σε 10 ώρες και 34 λεπτά. Έχει πάνω από 80 δορυφόρους. Η μέση πυκνότητα του Κρόνου είναι 0,69 g/cm³, δηλαδή ένα λίτρο Κρόνου θα ζύγιζε στη Γη κάτι λιγότερο από 700 γραμμάρια. Ο Κρόνος θα επέπλεε σε μια πισίνα «πλανητικών διαστάσεων».

Λεπτομέρειες του πλανήτη, όπως οι εντυπωσιακοί του δακτύλιοι, παρατηρήθηκαν από το Γαλιλαίο το 1610, σχέδια του οποίου δείχνουν το ενδιαφέρον που του προκάλεσαν οι περίεργοι αυτοί σχηματισμοί και την προσπάθεια ερμηνείας του ιδιαίτερου αυτού θεάματος.

Τόσο ο Δίας όσο και ο Κρόνος δεν έχουν στερεή επιφάνεια. Δηλαδή δε θα μπορούσαμε να προσεδαφιστούμε σε αυτούς. Η μελέτη τους γίνεται με διαστημοσυσκευές σε τροχιά γύρω τους (διαστημόπλοια Cassini και Juno) ή με προσεδαφίσεις σε δορυφόρους τους (διαστημοσυσκευή Huygens στον δορυφόρο του Κρόνου Τιτάνα).

Εικόνα 6. Η διαστημική αποστολή Cassini στον Κρόνο. Καλλιτεχνική απεικόνιση (Πηγή: NASA/JPL-Caltech)

Εικόνα 7. Η διαστημική αποστολή Juno στο Δία. Καλλιτεχνική απεικόνιση (Πηγή: NASA/JPL-Caltech)

Σίγουρα αξίζει να εκμεταλλευτούμε αυτή τη συγκυρία και με μια ματιά να θαυμάσουμε τους δύο γίγαντες και τον κόκκινο γείτονα. Κι αν με τα μάτια σας βλέπετε απλά φωτεινά αντικείμενα, με ένα καλό ζευγάρι κιάλια ή ένα μικρό τηλεσκόπιο, το μεγαλείο των αέριων γιγάντων αποκαλύπτεται: δορυφόροι, δακτύλιοι και χρώματα. Ο τρόπος που κοιτάτε τους πλανήτες δε θα είναι ποτέ ξανά ίδιος. Η φαντασία σας θα συμπληρώνει πάντα τα όρια των ματιών σας. Αυτή η αλλαγή στην οπτική μας είχε μια ουσιαστική επίδραση πάνω στην ανθρώπινη σκέψη. Η επιστημονική προσέγγιση είναι που έβγαλε τον άνθρωπο από τον μεσαίωνα, κόντρα στα κατάλοιπα ψευδοεπιστήμης που εξακολουθούν να τον πολιορκούν με υποσχέσεις προβλέψεων και συμβουλές.

Για όσους στερούνται τα τεχνικά μέσα, τα ιστορικά τηλεσκόπια Δωρίδη (Θησείο) και Newall (Πεντέλη) του Αστεροσκοπείου Αθηνών θα είναι στραμμένα στον Δία και τον Κρόνο για τους επόμενους μήνες και οι αστρονόμοι των Κέντρων Επισκεπτών θα περιμένουν να μοιραστούν μαζί σας τον λόγο που κάθε βράδυ, όταν οι επισκέπτες φεύγουν, κάθονται μόνοι τους στο τηλεσκόπιο βλέποντας τους πλανήτες ξανά και ξανά.