Maa
Kool.ee-haridusportaal :: Maa Ei ole olemas kasutusjuhendit eluks. Õnneks on olemas www.kool.eeMaa,Koolilaen, energialaen, matuselaen, matemaatika, ekool, e-kool, füüsika, ajalugu, seks, abort, laen
Maa
Inimkonna esimeseks suureks kosmoloogiliseks avastuseks oli Maa kerakujulisuse tunnetamine. Seda, et merepind on kumer, pidid meresõitjad tahes-tahtmata märkama. Millal ja kus tehti esimest korda selle fakti üldistus kogu maailmale, pole teada. Ilmselt Vana-Kreekas, sest just sealt, 240. a. enne Kristust, on pärit Maa ümbermõõdu hindamine Eratosthenese poolt (joonised 3, 4). Geomeetriat hindavate kreeklaste jaoks oli kera ideaalseim mateeria vorm ja sobis seetõttu suurepäraselt nende maailma mudeliks. Ja õige ta ju oligi.
Joonis 1. Merepinna kumeruse tõestus: laeva ilmumine silmapiiri tagant.
XVII -- XVIII sajandi suurte maadeavastuste käigus uuriti-mõõdeti seda kera üsna põhjalikult. Tänapäeval teame, et Maa on pisut lapik (poolustevaheline kaugus on 43 km ehk umbes 1/300 võrra väiksem läbimõõdust ekvaatori kohal). Väikesi kõikumisi on ka ekvatoriaalses läbimõõdus, kuid need on saja meetri piires ja jäävad selgelt alla kohalikele pinnavormidele.
Joonis 2. Merepinna kumeruse tõestus: laeva ilmumine silmapiiri tagant.
Maa lapikus on hästi seletatav pöörlemisega. Nii suurte mõõtmetega taevakeha ei saa olla täiesti tahke: tuhandete kilomeetrite sügavuses lõhub rõhk meile harjumuspärase tahkete ainete kristallstruktuuri; koos kõrge temperatuuriga tagab see kivimite voolavuse. Iseenda raskuse mõjul omandab selline ollus kosmose kaalutuse tingimustes kera kuju; pöörlemisel tekkiv tsentrifugaaljõud, tasakaalustades ekvaatoril gravitatsiooni, muudab taevakeha telje suunas kokkusurutuks. Niisugust keha nimetavad matemaatikud pöördellipsoidiks (tekib ellipsi pöörlemisel ümber lühema telje) ja kõik planeedid (asteroidid, kaaslased), mille läbimõõt on suurem viiesajast kilomeetrist, on sellise kujuga. Ka Maa ookeanide üsna ühtlane sügavus kõigil laiuskraadidel räägib tasakaalulise kuju kasuks.
Joonised 3, 4. Maakera mõõtmine aastal 240 e.Kr. samba varju abil: Assuanis on Päike otse pea kohal, Aleksandrias heidavad esemed varju (Erathosthenese meetod).
Miks Maa pöörleb? Seda ja paljusid teisi küsimusi on otstarbekas käsitleda üheskoos ülejäänud seitsme planeediga. Küll aga vajavad selgitust maapealsed pinnavormid ning atmosfäär. Tegelikult pole see eriti astronoomiline probleem -- kogu meie poolt uuritud Maa osa piirdub umbes 20 kilomeetri paksuse kihiga (12 km sügavusest 9 km kõrguste mägedeni, ka puuraugud ei ole palju sügavamad), mis on vaid kolmandik protsenti meie koduplaneedi rohkem kui 6000-kilomeetrisest raadiusest.
Joonis 5. Veel üks tõestus Maa kerakujulisuse kohta: ümbermaailmareis.
Maa siseehituse kohta tuleb leppida kaudsete andmetega. Teades maakera massi ja mõõtmeid, saame arvutada tiheduse. Tulemus -- 5520 kg/m3 -- on tunduvalt suurem maakoore koostisse kuuluvate kivimite omast. Järelikult on Maa sisemusse kogunenud raskemad mineraalid. Teine kaudne allikas on maavärinate levimine. Maavärina koldes tekivad kaht tüüpi lained, mis levivad Maakera sisemusse. Neist ristlainetus levib ainult kindla kauguseni, pikilained aga tungivad läbi kogu Maa vastaspoolele välja. Et ristlained ei levi vedelikus, peab aine Maa sisemuses olema vedelas olekus.
Foto 1. Maa kosmosest.
Kõiki olemasolevaid andmeid kasutades pakuvad geofüüsikud välja järgmise "mudeli". Maakoore all asub tahke, umbes 2900 km paksune kiht, mida nimetatakse mantliks, ka vahevööks. Mantel koosneb rauda ja magneesiumi sisaldavatest mineraalidest ja on tahkes olekus. Selle all on 2200 km paksune vedela aine kiht, mis koosneb vähese niklisisaldusega rauast (sellise koostisega on kosmosest Maale langevad raud-nikkelmeteoriidid). Kõige all on jällegi tahke tuum, arvatavasti sama koostisega, mis vedelal kihil. Tahkes olekus on selle aine tänu suuremale rõhule.
Joonis 6. Maa siseehitus, tuletatud maavärinate levimise järgi. Varjutsooni olemasolu ja ristlainete kadumine viitavad vedelale tuumale. Sisemine tahke tuum on hüpotees, mis peab põhjendama Maa magnetvälja
Rauarikast tuuma peetakse ka Maa suhteliselt tugeva magnetvälja põhjustajaks.
"Kortsud" maakera pinnal peegeldavad tema sisemist aktiivsust. Maa sisemus pole rahulik, vaid aeglases liikumises. Seda kinnitab mandrite triiv (nendevaheliste kauguste muutumine), maavärinad ja vulkaanipursked. Tahke maakoor paindub ja praguneb selle liikumise käigus; tekivad mäed ja sügavikud, energia aga eraldub vulkanismi kaudu. Muidugi pole see nii lihtne, üksikasjades on palju küsitavat, aga põhijoontes on teadlased-geofüüsikud oma arusaamades ühel meelel. Pealegi on analoogilised struktuurid (mandrilavad neid ääristavate mäeahelikega ning vulkaanid) vaadeldavad ka Marsil ja Veenusel.
Joonis 7. Plaatide tektoonika -- mandrilaamade triiv magmapööristel. Punktis A toimub laamade eraldumine, punktis B laamade liitumine (vt. järgnevaid fotosid).
Atmosfäär seevastu on Maal eriline. Kui võrrelda seda näiteks lähima naabri Veenusega (meie omale väga sarnane planeet, mass 80% ja kaugus Päikesest 72% Maa omast), on erinevus vapustav:
| Maa | Veenus | |
|---|---|---|
| Rõhk pinnal | 1 atm | 90 atm |
| Koostis: (protsentides kuivast õhust) | ||
| lämmastik | 78 % | 2 % |
| hapnik | 21 % | -- |
| süsihappegaas | 0.03 % | 97 % |
| veeaur | kuni 4 % | 0.1 % |
| inertgaasid | 0.95 % | ? |
Et Marsi hõre atmosfäär on koostiselt sarnane Veenuse omale, tuleb süsihappegaasi puudumist ning vaba hapniku suurt hulka seletada Maa kui planeedi iseärasustega. Kuna lämmastiku kogumass Maal ja Veenusel on ligikaudu sama, peame leidma mehhanismi süsihappegaasi kõrvaldamiseks atmosfäärist. Pikka aega arvati, et süüdi on taimestik, mis, tarvitades süsihappegaasi, eraldab hapnikku. "Kadunud" gaasi suur hulk sunnib siiski eelistama süsihappegaasi keemilist sidumist vee abil. Tänu sobivale kaugusele Päikesest ning paraja suurusega massile eksisteerib vesi Maa pinnal (ainsana Päikesesüsteemi planeetidest!) vedelas olekus. Nii vesi kui süsihappegaas tekivad vulkaanilise tegevuse käigus; viimase hea lahustuvus muudab ookeanivee nõrgaks, kuid keemiliselt aktiivseks süsihappeks, mis, reageerides kivimitega, viib gaasilise süsihappegaasi järk-järgult kivimeisse. Puhastuse viivad lõpule taimed ja praegune atmosfääri koostis väljendabki seda äärmist piiri, kus süsihappegaasi lagundamine taimedes veel energeetiliselt võimalik on.
Foto 2. Laamade eraldumine: Punane meri Aafrika ja Araabia vahel on tulevane ookean.
Kui süsihappegaas on eemaldatud, annab Veenuse kaks protsenti lämmastikku parasjagu Maa praeguse tihedusega atmosfääri. Mis hapnikku puutub, siis selle keemiliselt üliaktiivse gaasi teke keemilisel teel on võimatu. Jääb vaid bioloogia -- toosama fotosüntees rohelistes taimelehtedes. Peaasjalikult siiski vetikates.
Foto 3. Laamade liitumine: Himaalaja mäestik Hiina ja India vahel. Pildi keskel on kõrgeim mägi -- Mt. Everest.
Kui stabiilsed on Maa füüsikalis-keemilised tingimused? Kui kosmilisest seisukohast lähtuda, siis ilmselt piisavad elu säilitamiseks enam kui kolme miljardi aasta vältel. Mis puutub inimtegevusse, siis siin on kõige ohtlikumaks üha laienev energiatootmine. Kui toodetav energiahulk hakkab lähenema Päikeselt saadavale, peab selle energia ruumi kiirgamiseks Maa temperatuur tõusma. Milleni see viib, püüavad teadlased ennustada.
Joonis 8. Inimtegevuse mõju Maale kui planeedile. Inimeste arvu, süsinikdioksiidi osakaalu ning keskmise temperatuuri kasv viimasel sajandil.
Tõenäoliselt tuleb energiatootmist tulevikus kas piirata või viia see kosmosesse. Praegune energeetika tase, kus inimkonna poolt toodetav energia (4*1020 J/aastas) moodustab vähem kui kümnetuhandiku Päikeselt tulevast energiast (5.6*1024 J/aastas), lubab siiski mõnda aega vanaviisi jätkata.
Muidugi võib Maa hävida ka kosmilise katastroofi (põrge küllalt suure taevakehaga) või siis ülitsivilisatsioonide sõjalise kokkupõrke tagajärjel. Et seda seni pole juhtunud (põrkeid kosmiliste kehadega, nagu asteroidid ja komeedid, on aeg-ajalt ette tulnud), võime sellise "maailma lõpu" suhtes üsna rahulikud olla. Kindlasti võib maailma lõppu oodata umbes viie miljardi aasta pärast, kui Päike läheb hiidtähe staadiumi. Peaaegu Veenuse orbiidini ulatuv hõõguvkuum Päike jätaks üsna vähe võimalusi praeguse elukeskkonna säilitamiseks.
Täiendav tekst:
Taevas
Meie meeleline taju ütleb, et Maad katab kuplikujuline taevavõlv, päeval sinine või hall, öösel must ja tähtedega kaetud. Taevas liiguvad pilved, sealt sajab vihma ja lund, lööb välku, näitab virmalisi ja vikerkaart. On asju, mis liiguvad alati ühes suunas -- lõunakaares idast läände, põhjakaares läänest itta (Päike, Kuu ja tähed) -- aga on ka neid, mis liiguvad ükskõik kuhu (pilved) või seisavad koguni paigal (Põhjanael näiteks). See pidevalt muutuv "ilm" mõjutab inimese elu, sunnib talle peale öise puhkuse ning talvise jõudeoleku, annab elustavat vihma ning hävitavaid torme -- tal on vääramatu mõju inimeste saatusele.
Pole siis ime, et inimesed jälgivad juba iidsetest aegadest taevast, püüdes sealt leida neid ootava tuleviku tunnusmärke. Taevajälgimisest on välja kasvanud nii ilmaennustus kui ajaarvamine, aga samuti hulk astroloogilisi süsteeme ja muud müstikat. Tänapäeva täheteadusele oli alusepanijaks eelkõige kalendriarvutus -- töö, mille pidid ära tegema kõik põllumajandusega tegelevad kultuurid.
Esimesteks verstapostideks taevas olid muistsetel kalendritegijatel Kuu ja Päike. Päikesekalender oli vanadel egiptlastel, keltidel ja inkadel; kuukalender oli -- ja on tänaseni -- tarvitusel Mesopotaamias ja araabia aladel. Päikese liikumine taevas andis küll hea võimaluse päeva jagamiseks (varju pikkuse või suuna järgi), oli aga tülikas rakendada pikemate ajavahemike mõõtmisel. Kuu oma 29-päevase faaside muutuse tsükliga oli selleks märksa sobivam, kuid siiski liig lühike aastaaegade vaheldumise jälgimiseks. Viimase "taevaseks märgiks" on päikese kõrgus horisondist kindlal kellaajal või siis koht silmapiiril, kust päike tõuseb (või kuhu loojub). Päikesekiire langemine altarikivile tähistas aasta vahetumist nii Inglismaal Stonehenge'is kui asteekide Päikesepüramiidil.
Muistsed preestrid teadsid, et veenva täpsuse saamiseks peavad mõõteriista -- nimetame teda observatooriumiks (ld. observe -- vaatlema) -- mõõtmed olema võimalikult suured. Ja seda püütigi saavutada, püstitades põllule hiidrahne või kuhjates kokku tohutuid püramiide.
Kuukalendri tegijad observatooriume ei vajanud -- neile piisas kohast, kus läänetaevas avatud ja silmapiir päikese loojumisel hästi nähtav. Seda selleks, et näha Kuu loomist -- kitsa kuusirbi ilmumist taevasse vahetult pärast päikese loojumist. Nimelt siis algaski uus kuu, mis aga paraku ei öelnud midagi aasta ja aastaaegade kohta. Viimase määras tähtkuju, kus kuusirp nähtavale ilmus. Et aastasse mahub "kuuloomisi" umbes 12 (365 : 29,5 = 12,37), jagatigi kuu tee tähtede suhtes 12 võrdseks osaks -- kaheteistkümneks sodiaagi tähtkujuks. Vastloodud Kuu rändamine ühest tähtkujust teise kirjeldas samal ajal ka päikese liikumist taevas, ja märksa täpsemalt kui kivipostide rida kuskil Atlandi ookeani rannikul. Et taevasse ei saa kirjutada ega püstitada püramiide, tuli kasutada seal olemas olevaid märke -- taevatähti.
Öine taevas, kaetud eri heledusega tähtedega, pakub inimesele häid võimalusi oma fantaasia näitamiseks. Heledamaid tähti rühmitades ning omavahel ühendades tekitati hulgi igapäevaelust tuntud või uskumustest tuletatud kujundeid. Neid võime leida egiptuse raidkirjadelt, babüloonia kiilkirjas savitahvlitelt, kreeklaste pärgamentidelt ning hiina paberilt. Omad kujundid taevas -- tähtkujud -- on ka muistsetel eestlastel.
Selles, et tänapäevastel tähekaartidel on just selliste nimede ja piiridega tähtkujud, võlgneme tänu astroloogidele. Just nemad, Kaldea tähetarkade järeltulijad, katsid Loomaringist üle jäänud taeva Kreeka mütoloogiliste kangelastega. Nii jõudsid meile tuntud nimed Aristotelese ja Ptolemaiose teostesse ning sealt, üle araablaste Almagest'i Koperniku, Kepleri ja Herschelini. Ajapikku tähistati nimede--sümbolitega ka heledamad tähed, kuni 1922. a. kinnitati Rahvusvahelise Astronoomiauniooni poolt praegu kehtivad tähtkujude nimetused ja piirid.
Inimkonnal kulus tuhandeid aastaid, et jõuda arusaamisele: taeva, st tähtede omavaheline asend (tähtkujud) on püsiv seetõttu, et vahemaad tähtede vahel on kujutlematult suured. Me teame, et tähtede kiirused ulatuvad sadadesse kilomeetritesse sekundis; aga et kaugused tähtede vahel on suurusjärgus 1014 km, kuluks lähemate tähtedeni jõudmiseks ka sellise kiiruse korral miljoneid aastaid. Isegi kui kaks naabertähte tormaksid täpselt üksteisele vastu, muutuks nendevaheline kaugus saja aasta jooksul vaid ühe tuhandiku võrra. Selleks, et tähtkujude pilt märgatavalt muutuks, kulub sadu tuhandeid aastaid.
Kindlalt püsib oma kohal ka Päike, aga selle füüsikaline tagapõhi on teistsugune. Newtoni III seaduse järgi on Päikese poolt Maale mõjuv jõud niisama suur, kui Maa mõju Päikesele. Ainult et nende taevakehade massid erinevad 300000 korda ja sama arv kordi on Päikese nihkumine tähtede suhtes väiksem Maa liikumisest ümber Päikese. Kilomeetrites polegi seda vähe: süsteemi Maa - Päike masskese asub Päikese tsentrist 500 kilomeetrit Maa poole. Aga see on vähem kui tuhandik Päikese raadiusest (700000 km). Tuleb leppida, et nii Päike kui tähed seisavad samahästi kui paigal; ainus, mis liigub ja tähistaevas nähtavaid muutusi tekitab, on Maa ise.
Maa liikumine on keeruline, aga seda võib jagada kolmeks põhiliseks komponendiks:
- tiirlemine ümber Päikese peaaegu ringikujulisel orbiidil perioodiga
31558150 s ehk 1,0000388 aastat; - pöörlemine ümber tiirlemistasandiga 66°33' nurga all oleva telje perioodiga 86164 sekundit ehk 0,99727 ööpäeva;
- telje pretsessioon orbiidi tasandi normaali ümber perioodiga 25725 aastat.
Kindlasti paneb teid imestama, et nii aasta kui ööpäeva pikkuseks on murdarvud. Meie harjumuspärane aja-arvamine käib Päikese näiva liikumise järgi, aga see kujuneb toodud kolme liikumise summana. Nii sisaldab üks ööpäev (Päike teeb taevas täistiiru) nii Maa pöörlemist kui ka Maa liikumist orbiidil. Kui liidame Maa ülaltoodud pöörlemisperioodile ööpäeva vältel läbitud osa tema aastasest teekonnast (1/365), saamegi täpselt ühe ööpäeva.
Sama käib aasta kohta, ainult et siin tuleb liita tiirlemisperioodile Maa telje suuna muutusest tingitud parand. Kontrollige, aasta pikkust tähistava arvu murdosa on võrdne pretsessiooniperioodi pöördväärtusega. Just telje nurk Päikese suuna suhtes määrab aastaaegade vaheldumise, mitte aga Maa mõttetu tormamine kosmilises ruumis.
Aastat, mida mõõdetakse Päikese läbimineku järgi kevadpunktist, nimetatkse troopiliseks, kinnistähtede suhtes sooritatud täistiiru aga sideeriliseks e. täheaastaks.
Muutumatu tähistaeva taustal liikuvat ja oma kuju muutvat Kuud jälgides märkasid vana-aja tähetargad teisigi "rändavaid tähti", mida hakati nimetama planeetideks (kr astbar er planbar etes, ekslev täht). Nagu Kuu ja Päikese puhul, püüti siingi seostada rändtähtede liikumist maapealsete sündmustega. Tänapäeva teadus eitab planeetide mõju, sellele vaatamata kasutavad astroloogilised süsteemid praegugi ennustuste - horoskoopide tegemisel planeetide asendit taevas. Rändavate tähtede keeruline ja raskesti ennustatav liikumine oli sajandite vältel suureks stiimuliks mitte üksnes astronoomia, vaid ka füüsika ja matemaatika arengule.
Palja silmaga nähtavaid planeete on viis, lugedes Päikese poolt: Merkuur, Veenus, Marss, Jupiter ja Saturn.
Kõige heledam planeetidest on Veenus, järgmine on Jupiter. Ülejäänud vahetavad kohti edetabelis sõltuvalt asukohast Maa ja Päikese suhtes.
Planeetide liikumine on erinev: Veenus ja Merkuur püsivad alati Päikese lähedal, olles vaadeldavad kas enne päikesetõusu (koidutäht) või pärast loojangut (ehatäht). Ülejäänud kolm rändavad Päikesest sõltumatult, muutes perioodiliselt oma liikumissuunda. Kui kanda planeedi tee taevakaardile, näeme, et see meenutab silmust.
Planeetide liikumist uurib taevamehaanika, nende asukoha täpne leidmine mistahes ajahetkel pole tänapäeval enam probleemiks.
Tugevasti inimkultuuri arengut mõjutanud taevanähtuseks on kuu- ja päikesevarjutused. Igapäevaeluks ülimalt olulise päikese või täiskuu ootamatu kadumine tekitas hirmu ja sundis inimesi pöörduma järelepärimisega tähetarkade poole. Põhiliseks varjutajaks (või varju minejaks) on Kuu, mille liikumine osutub märksa keerulisemaks, kui esialgu paistab.
Nagu maapealsed kehad, heidavad ka taevakehad kosmosesse varju. Tühjuses seda loomulikult näha pole, aga varju geomeetriat võime siingi kujutada joonlaua abiga. Et Päike on suurem nii Maast kui Kuust, on mõlema poolt heidetav vari koonusekujuline; koonuse pikkuse saame sarnastest kolmnurkadest (joonis). Näeme, et Kuu täisvari (must kolnurk) ulatub 375000 km kauguseni, Maa oma tervelt 1,38 miljoni kilomeetrini ja tema läbimõõt Kuu kaugusel (keskmiselt 380000km) on kaks ja pool korda suurem Kuu enda läbimõõdust. Just selle tõttu võibki täiskuu Maa varju ära kaduda.
Et Maa on Kuust suurem, pole tema täielik kadumine Kuu varju võimalik. Siiski võib eriti soodsal juhul Kuu varjukoonuse ots ulatuda Maa pinnani, tekitades täieliku päikesevarjutuse. Selline varjutus on nähtav vaid paarisaja kilomeetri laiusel ribal (Kuu vari liigub Kuuga kaasa!) mõne minuti vältel; Maalt vaadates näeme siis kuuketta poolt täielikult varjutatud Päikest. Kui vari maapinnani ei ulatu, on päikeseketta serv näha -- varjutus on rõngakujuline.
Viirutatud osa varjukoonuse joonisel tähistab poolvarju, kus Maa või Kuu varjab vaid osa päikesekettast. Näeme, et see on palju suurem ja vastavalt on suurem ka osalise varjutuse tõenäosus. Kuuvarjutuse puhul võib juhtuda, et Kuu läbib vaid poolvarju - siis varjutust nagu polekski (varjujoont täiskuu kettal ei ole), varjutusest annab märku vaid ketta heleduse vähenemine.
See jutt varjutuste tekkimisest käib terve maakera kohta. See, kas antud maakohas asuv vaatleja varjutust näeb, on sootuks teine probleem. Kuuvarjutuse nägemiseks piisab, kui varju minev Kuu on horisondist kõrgemal - seega on varjutus nähtav poolel maakerast. Päikesevarjutuse nägemine sõltub aga sellest, kas Maale langev vari läheb üle vaatluskoha või mitte. Nii näiteks oli 1999.a. augustivarjutus Ungaris täielik, Eestis ja Itaalias osaline, Põhja-Siberis ja Aafrikas aga säras Päike, nagu tavaliselt. Loomulikult ei näinud seda varjutust ameeriklased, kuna nende jaoks toimus see öösel.
Maailmas on väga levinud ekspeditsioonid päikesevarjutuse täisvarju tsooni. Muidugi on nende õnnestumised alati seotud riskiga - kas seal piirkonnas juhtub just sel kellaajal ilm selge olema.
Teleskoobi leiutamine andis astronoomidele kahekordse võidu: esiteks suurendab teleskoop vaatenurka ("toob kauged esemed lähemale"), teiseks võimaldab objektiiv kui lääts valgust koguda.
Kui silm on võimeline eristama nurki suurusega mitte alla ühe kaareminuti, siis valides teleskoobile hästi väikese fookuskaugusega okulaari, saame muuta nähtavaks kuitahes väikesed nurgad. Silmale punktikujulise tähena paistvad planeedid on teleskoobis kettakujulised, neil võib näha faaside muutust ning isegi pinnaehitust. Silmaga nähtav üksik täht võib osutuda kaksiktäheks või isegi täheparveks -- kõik tänu vaatenurga suurenemisele.
Omadus valgust koguda tähendab, et küllalt suurele objektiivile langenud valgusvoogu on okulaari abil võimalik koondada kitsaks kimbuks, mille läbimõõt on väiksem silmaava läbimõõdust. Nii satub silma rohkem valgust ja selle tõttu oleme suutelised märkama palju nõrgemaid, tuhmimaid tähti.
Mis aga kõige olulisem -- teleskoobi näol on meil tegemist mõõteriistaga.
Suurt teleskoopi ei saa käes hoida, ta on monteeritud liikumatule alusele. Liikuva teleskoobi asendit liikumatu aluse suhtes saab aga väga täpselt mõõta ja see loob eelduse märksa täpsemate tähekaartide koostamiseks.
Samuti on mõõdetav ka teleskoopi läbinud valgus, ja seda üsna mitmes mõttes. Pannes teleskoobi taha ükskõik millise optikast tuntud mõõteriista (fotomeetri, polarimeetri, spektroskoobi), saame määrata tähelt tuleva valguse omadusi ning võrelda neid maapealsete allikate kiirgusega. See omakorda lubab kindlaks teha tähtede temperatuuri, koostist, elektri- ja magnetväljade tugevust. Kõik see aitab meil mõista Universumi ehitust ja teha oletusi tema arengu kohta.
Tänapäeva teleskoobid ei piirdu üksnes nähtava valguse analüüsimisega. Samal viisil uuritakse taevakehadelt tulevat ultraviolett- ja infrapunakiirgust.
Mõnevõrra erinevat metoodikat kasutades saab mõõta ka raadiolaineid, röntgen- ja gammakiirgust. Et suur osa sellest kiirgusest neeldub Maa atmosfääris, tuleb vastavad mõõteriistad viia kosmosesse.
Kosmosetehnikat võibki vaadelda kui astronoomilise tehnika osa, selle laiendit väljapoole meie planeeti. Seegi annab kahekordse võidu: esiteks saame lähemaid taevakehi uurida vahetult, neist proove võttes ja neid maapealsete meetoditega uurides; teiseks lubab kosmosetehnika uurida Maad kui planeeti, vaadates teda väljapoolt ning sellega täiendades maapealseid geofüüsikalisi uuringuid.
Ja lõpuks ei saa mainimata jätta ka arvutustehnikat. Töömahukate arvutuste teostamine on astronoomia algaegadest peale olnud selle vältimatu ja paiguti üsna tülikas osa. Pole siis imestada, et uute arvutite ning arvutusmeetodite väljatöötamisel on olulise panuse andnud just astronoomid. Ka paljud praegused superarvutid on esialgselt loodud astronoomiliste ülesannete lahendamiseks.
Enne, kui hakata õppima maailma ehitust ja evolutsiooni, tuleks kasuks ka korraks väljas käia. Tutvume põgusalt astronoomilise vaatluse korraldamisega.
Lisaks tuhandetele kutselistele astronoomidele on maailmas sadu tuhandeid taevavaatlejaid-asjaarmastajaid. Kaasaegne tehnoloogia on muutnud nii teleskoobid kui ka teised vaatlusvahendid piisavalt odavaks, et võimaldada seda huvitavat tegevust ka tavalistele inimestele. Niisiis - läheme ja vaatame, kas seal taevas tõesti midagi näha on.
Et õppida tundma tähtkujusid või üles leida mõnd planeeti, vajame tähekaarti. Suurte kaartide ulatus on tavaliselt väike, et pilti tuhandete nõrkade tähtedega mitte liig kirjuks muuta. Nii on praegu müügil oleval Tartu Tähetorni Taevakaardil tähed heledusega kuni 6 ning "Eesti taevaatlases" 7 tähesuurust. Suuremastaabilisi kogu-taeva-kaarte leiab nii astronoomiaõpikutest kui entsüklopeediatest. Kataloogidest saab teada taevaste objektide koordinaadid, heledused ja teised olulisd parameetrid.
Kuid tähtkujude kokkuviimisel reaalse taevaga tekivad suured raskused. Esiteks sõltub taevapilt kuupäevast ja kellaajast; teiseks muudab suure taeva-ala mahutamine ühele kaardile tähtede omavahelisi kaugusi, moonutades tähtkujusid sedavõrd, et nende üles leidmine nõuab fantaasiat. Esimesest puudusest aitab üle saada pööratav taevakaart e. planisfäär, teine osutub raskemaks. Pealegi tuleb arvestada, et öise nägemisega kaasneb silmapete -- nn. "madal taevas", kus otse pea kohal olevad tähtkujud näivad palju väiksemad, võrreldes madalal silmapiiri kohal olevatega. Aga tasa ja targu tuttavamate tähtkujudega alustades, harjub silm siiski kaarti ja taevast kokku viima.
Planeete tähekaartidel loomulikult ei ole. Aga kaardil on lisaks ilmakaartele ka ekvaatorilisi koordinaate tähistavad jooned. Tuleb võtta planeedi ekvaatorilised koordinaadid jooksva aasta "Tähetorni Kalendrist" ja vaadata, millises tähtkujus otsitav parasjagu asub. Koordinaatvõrk on hõre, nii et püüdke mitte eksida. Vaatlema minekul oleks kindlasti kasulik teha planeedi asendist visand.
Kaasaegses multimeedias (ka arvutivõrgus) on saadaval mitmesuguseid planetaariumi-programme, mille abil saab kuvari ekraanile tuua ja välja printida tähistaeva suvalist osa mistahes geograafilise punkti ja ajahetke jaoks. Kui teil on selline võimalus, kasutage seda.
 | |
| |
|
