Rozmiar kątowy ma znaczenie

Średnica kątowa, wielkość kątowa, średnica pozorna czy rozmiar kątowy to kąt pomiędzy skrajnymi promieniami tworzącymi obraz danego obiektu, dobiegającymi do punktu, w którym znajduje się obserwator. Ludzie potrafią rozróżnić gołym okiem średnicę do około 1 minuty łuku (około 0,017°). Odpowiada to 0,3 metra w odległości 1 km. W astronomii rozmiary ciał niebieskich często podaje się właśnie w kategoriach ich średnicy kątowej widzianej z Ziemi, a nie ich rzeczywistych rozmiarów.

Rozmiar kątowyCzęsto w astronomicznym środowisku pojawiają się zdania typu „dwie gwiazdy odległe są o 40 sekund” lub „średnica kątowa Słońca wynosi 32 minuty”. Ponieważ rozmiary kątowe obiektów na niebie są zazwyczaj małe, często podaje się je w minutach (’) i sekundach łuku („), stanowiących odpowiednio 1/60 i 1/3600 jednego stopnia (1°). Aby uświadomić sobie o jakich rozmiarach mowa, porównamy znane (i te nieco mniej znane) obiekty astronomiczne do obiektów, które możemy znaleźć na powierzchni Ziemi, a ludzka wyobraźnia jest w stanie (lepiej lub gorzej) odnieść ich rozmiar do powierzchni całej naszej planety. 

Londyńska autostrada M25 ma szerokość około 60 km, boisko do piłki nożnej ma około 105 metrów długości (tutaj zastosujemy najczęściej używaną wartość 105 metrów), stół do tenisa stołowego ma długość 274 centymetrów, przeciętny laptop ma około 35 centymetrów, symbol tyldy na klawiaturze ma długość około 5 milimetrów, a bakteria E. coli ma długość około 2 mikronów. Wszystkie te wartości odnosimy do sfery powierzchni Ziemi, w oparciu o średni promień naszej planety wynoszący 6371 km.

Słońce i Księżyc, a także gromada otwarta Messier 25 (co ciekawe, o takim samym oznaczeniu jak londyńska obwodnica), patrząc z naszej perspektywy, mają w przybliżeniu ten sam rozmiar (około 0,5 stopnia łuku). Słońce i Księżyc, czyli dwa najbardziej oczywiste dla każdego obiekty na niebie wcale nie imponują rozmiarem kątowym. Czym jest wielkość jednego dużego miasta w skali całej planety (nawet jeśli to bardzo duże miasto, jakim jest Londyn)?

W przypadku planet Układu Słonecznego musimy już zejść do poziomu boiska do piłki nożnej, np. takiego, na którym nasza reprezentacja „zachwyca” nas swoją grą. O ile największe kątowo (największe i najbliższe) planety wyglądają na tym tle całkiem solidnie, to te mniejsze (i największe księżyce) są niczym niecelna „laga” naszego bramkarza do napastnika…w skali całej Ziemi, a planety karłowate Ceres i Pluton oraz największy księżyc Neptuna – Tryton prawdopodobnie zmieściłyby się razem w kole środkowym naszego boiska.

Przy rozmiarze stołu do tenisa stołowego pojawiają się w tym zestawieniu pierwsze gwiazdy. Betelgeza to znany wszystkim czerwony nadolbrzym, widoczny w gwiazdozbiorze Oriona. Znacznie mniej popularna R Doradus to największa kątowo gwiazda na niebie i jedna z nielicznych, których tarcze udało się sfotografować. Znajdujący się w gwiazdozbiorze Złotej Ryby czerwony olbrzym, z terytorium Polski jest niestety niewidoczny. Większy z księżyców Marsa (Fobos) zajmuje cały stół, ale mniejszy (Deimos) mieści się już po jednej stronie siatki, podobnie jak planeta karłowata Eris.

Przy porównaniu do przeciętnego laptoma mamy kilka ciekawych gwiazd oraz asteroidę 4942 Munroe, nazwaną na cześć Randala Munroe, autora serwisu xkcd, z którego pochodzi to zestawienie. Widzimy tutaj, że średnica najjaśniejszej gwiazdy naszego nieba (Syriusz) jest zbliżona do odległości od lewego do prawego shifta na klawiaturze. Proxima Centauri, Alpha Centauri A i B, gwiazda Barnarda i Syriusz to pobliskie gwiazdy (wszystkie w promieniu 10 lat świetlnych od Słońca).

Jeśli przyjrzymy się nieco dokładniej klawiaturze naszego laptopa, znajdziemy niewielki falisty znaczek na klawiszu nad shiftem w klawiaturach angielskich albo pod klawiszem Esc w polskiej wersji. Porównywalne do tego „wężyka” są rozmiary kątowe planet pozasłonecznych. HD 189733 b to planeta wielkości Jowisza, obiegająca swoją macierzystą gwiazdę w czasie nieco ponad 2 dni, na bardzo ciasnej orbicie, Gliese 581 g to nieistniejąca planeta pozasłoneczna, której odkrycie z 2010 roku zostało negatywnie zweryfikowane 4 lata później. Gliese 667 Cc to „superziemia” znajdująca się w ekosferze swojej gwiazdy. HD 20794 c to element układu składającego się z co najmniej 3 planet i dysku pyłowego wokół gwiazdy w konstelacji Erydana. Tau Ceti c to nadal niepotwierdzona (ale prawdopodobna) planeta w rozbudowanym układzie planetarnym wokół gwiazdy w Byku, a KOI-1686.01 to planeta uważana za jedną z najbardziej podobnych do Ziemi. Czarna dziura w centrum naszej Galaktyki to Sagittarius A*, masywny obiekt o masie ponad 4 milionów mas Słońca.

Na koniec małe (dosłownie) porównanie sond Voyager 1 i 2 do bakterii Escherichia coli. Voyagery to sondy kosmiczne wystrzelone w 1977 roku, znajdujące się obecnie odpowiednio w odległości około 158 i 131 jednostek astronomicznych od Słońca, będąc tym samym dwoma z trzech najbardziej odległych od Ziemi obiektów wykonanych ludzką ręką. Tutaj warto zaznaczyć, że obie sondy ciągle się od nas oddalają, zmniejszając jeszcze bardziej swój znikomy rozmiar kątowy na naszym niebie.

270 views

Możesz również polubić…

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *