Astronomiczny Obiekt Miesiąca OAUJ: Grudzień 2018

< poprzedni Archiwum następny >

Pyłowe Księżyce Ziemi Kazimierza Kordylewskiego

Z końcem października 2018 roku w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ukazały się ciekawe publikacje zespołu węgierskich naukowców. Judit Sliz-Balogh, Andras Barta i Gabor Horvath donoszą w nich o zaobserwowaniu księżyca pyłowego Ziemi. Inicjatorem poszukiwania pyłowych księżyców Ziemi był doc. Kazimierz Kordylewski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego.

W układzie obiegających się dwóch ciał istnieje pięć miejsc, które na cześć ich odkrywcy nazwano punktami Lagrange'a*, a dwa z nich, L4 i L5, są tzw. stabilnymi punktami Lagrange'a. Jeżeli w takim punkcie znajdzie się mało masywny obiekt, zachowa on względem dwóch masywniejszych ciał stałe położenie. Astronomowie znaleźli dużą ilość drobnych ciał niebieskich zlokalizowanych wokół punktów L4 i L5 w układach mas Słońce - Jowisz, Słońce - Ziemia czy Słońce - Mars. Do obiektów tej klasy zalicza się na przykład planetoidy z grupy Trojańczyków.

Krakowski astronom doc. Kazimierz Kordylewski (1903-1981) postawił następujące pytanie: czy takie zagęszczenia materii międzyplanetarnej możemy również wykryć w punktach libracyjnych położonych w naszym najbliższym otoczeniu - w układzie Ziemia - Księżyc? Wiosną 1961 roku K. Kordylewski zaobserwował i sfotografował lokalne pojaśnienie tła nieba, pochodzące od światła słonecznego rozproszonego na obecnym tam zagęszczeniu pyłu - w miejscu odpowiadającym położeniu punktu L5 w układzie Ziemi i Księżyca. Miało to miejsce w obserwatorium meteorologicznym na Kasprowym Wierchu, wybranym przez astronoma celowo, dla zminimalizowania sztucznego oświetlenia nieba. W ten sposób doc. Kordylewski zwieńczył sukcesem swoje wieloletnie poszukiwania pyłowych satelitów Ziemi, które na jego cześć nazwano po latach pyłowymi Księżycami Kordylewskiego. Za całokształt swej pracy naukowej krakowski astronom został uhonorowany wieloma odznaczeniami, m.in. Brązowym Medalem NASA (1972).

Istnienie pyłowych księżyców próbowano wielokrotnie potwierdzić. Jednak obłoki libracyjne są trudne do obserwacji ze względu na swą bardzo niską jasność. Już w 1961 roku w Rockport (USA) starał się je dostrzec astronom Richards G. Hodgson. Jego wysiłki nie dały jednak pozytywnego wyniku. W kolejnych latach kilku astronomów wręcz zakwestionowało odkrycie Kordylewskiego. Ich argumentacja była następująca: hipotetyczne księżyce pyłowe nie mogą istnieć, bo grawitacyjne wpływy Słońca i innych planet oraz zjawisko wiatru słonecznego nie pozwalają na stabilną obecność pyłu w punktach libracyjnych. Odkrycie Kordylewskiego potwierdził z kolei w 1964 roku amerykański astronom-amator J. W. Simpson, a z czasem i inni zawodowi astronomowie. Jednym z nich był J. R. Roach, który ogłosił (1975) odkrycie obłoków pyłowych w danych zebranych przez orbitalne obserwatorium Słońca OSO-6.

Historia odkrywania Księżyców Kordylewskiego ma jeszcze jeden ciekawy aspekt związany z Uniwersytetem Jagiellońskim, a w zasadzie z badaniami prowadzonymi przez dr. Macieja Winiarskiego w stacji OA UJ w Roztokach Górnych. W latach osiemdziesiątych zeszłego stulecia M. Winiarski potwierdził istnienie obłoków poprzez zmierzenie osłabienia światła odległych gwiazd, na których tle pojawiają się obłoki.

Niedawno zespół węgierskich naukowców znalazł nowe dowody istnienia pyłowych satelitów Ziemi. W obserwacjach wykorzystano polaryzację fal elektromagnetycznych. Światło pochodzące bezpośrednio ze Słońca jest niespolaryzowane, ale rozpraszanie na drobinach pyłu powoduje jego polaryzację. Księżyce Kordylewskiego mogą więc być wykryte na drodze obserwacji spolaryzowanego światła rozproszonego przez tworzący je pył. Po wykonaniu bardzo skomplikowanych obserwacji Węgierscy naukowcy wykryli słabe spolaryzowane światło wokół punktu L5 układu Ziemia - Księżyc. Dodatkowo przeprowadzone przez nich symulacje komputerowe pokazały, że drobiny o wielkościach od mikrometra do rozmiarów przeciętnego kamienia mogą przebywać w punktach libracyjnych przez długi czas, a uformowany z nich obłok posiada nieustannie zmieniający się kształt – w szczególności może on pulsować i wirować.

[*] W mechanice nieba punktami Lagrange'a nazywamy położenia równowagi równań ruchu ograniczonego kołowego zagadnienia trzech ciał.

Oryginalna publikacja K. Kordylewskiego pod tytułem Photographische Untersuchungen des Librationspunktes L5 im System Erde-Mond ukazała się w 1961 roku w Acta Astronomica.

Kontakt:

Elżbieta Kuligowska Obserwatorium Astronomiczne UJ E.Kuligowska [at] uj.edu.pl