Tähetornis (ja hoovil) on avatud näitus “Kaks poissi, kes unistasid tähtedest. Struve, Fraunhofer ja 200-aastane teleskoop”

Tartu tähetorn alustab astronoomialoengute hooaega Lea Leppiku kuraatorituuriga näitusel.

Osalemine on tasuta, kõik huvilised on oodatud!

Kaarel Nõmmela ja Kärt Soieva

“Kuidas 2021. aastal Marsi uurimisel ajalugu tehti?”

Tähetorni suvenäituse “Uudiseid Marsilt” jätkuna räägib Tartu Ülikooli muuseumi haridusprogrammide kuraator Kaarel Nõmmela ettekandes, millised Marsi uurimise projektid lõppeval aastal õnnestusid, aga ka sellest, millised lootused pole täitunud.

Suvenäitus “Uudiseid Marsilt” on avatud Tähetorni hoovil veel ka sügisel.

Loeng on tasuta, kõik huvilised on oodatud.

Püüaksime alljärgnevas valgustada selle otsuse tagamaid. Struve mõõtmistest on Eestimaal palju juttu olnud, räägime seekord tema konkurentide tegemistest.

Täheparallakside mõõtmise (ja selle kaudu tähe kauguse määramise) probleem oli ülal aegade algusest. Esimesena pakkus Linnutee vöös paikneva kaksiktähe 61Cygni kui sobiva objekti mõõtmiseks Giuseppe Piazzi 1789. a, lähtudes tähe (tol ajal) suurimast omaliikumisest. See valik oli teada nii Struvele kui Besselile, paraku ei mahtunud Struve mikromeetri vaatevälja 61Cygni kõrvale ühtki sobivat võrdlustähte.

Bessel oli tellinud heliomeetri, mõeldes eeskätt tähtede omavahelise paiknemise mõõtmisele – selleks, et täiendada meridiaaniringiga tehtud „absoluutseid mõõtmisi“. See vaatlusriist sobis suurepäraselt ka parallaksi määramiseks, kuivõrd kasutada oli kogu teleskoobi vaateväli. Et viimane sõltub suurendusest, see aga omakorda okulaari fookusekaugusest, võis seda vastavalt vajadusele (näiteks võrdlustähe otsimiseks) suurendada või (mõõtmistäpsuse huvides) vähendada.

Tartu Tähetorni heliomeeter. Samasugust süsteemi kasutas ka F.Bessel.

Bessel sai oma masina töökorda 1829. aastal. Viis aastat (pedant nagu ta oli!) kulus tal heliomeetri katsetamiseks ja kalibreerimiseks; 1834 alustas ta 61Cygni vaatlusi. Mõne kuu pärast katkestas Bessel mõõtmised, kuivõrd liig nõrgad (~11 tähesuurus) võrdlustähed kippusid kehvemate ilmadega ära kaduma. Kuna tal oli teisigi kohustusi, (Halley komeedi vaatlused, valitsuse tellitud geodeetilised mõõtmised), sai ta uue seeriaga algust teha alles 1837.a augustis juba pärast Struve esialgsete mõõtmiste teatavakstegemist. Struve mõõtmisi hindas ta julgustavateks, aga mitte veel edukateks (not as complete success, nevertheless seems to offer good prospects).

Uut seeriat alustas Bessel kahe suhteliselt heleda (9.–10. tähesuurus) võrdlustähe valimisega. Nüüd oli tal mõõtmiseks 4 tähte: 61Cygni kaks komponenti vahekaugusega 30’’ ning võrdlustähed neist vastavalt 461’’ ja 706’’ kaugusel. Kui varasematel vaatlustel mõõtis Bessel võrdlustähe kaugust 61Cygni mõlemast komponendist, siis nüüd otsustas ta mõõta kaugust kahest võrdlustähest kaksiktähe „optilise tsentrini“ – punktini, mis poolitas tähti ühendava sirglõigu.
Kas meelega või kogemata – Bessel oli teinud parima otsuse. Võrdlustähe toomine kaksiktähe kahe komponendi vahele oli (tänapäeva nägemispsühholoogiast lähtuvalt) kõige täpsem visuaalse määrangu variant. Vähe sellest: tegu oli hetkmõõtmisega, mis ei sõltunud ei atmosfääri turbulentsist ega nähtavuse kõikumisest.

Skeem on muidugi vaid minu ettekujutus. Põhimõtteliselt võib pööramist-nihutamist teha ükskõik kui palju kordi. Nupud objektiivi pööramiseks ja selle poolte nihutamiseks olid toodud vaatleja poolsesse otsa – süsteemi sai juhtida kahe käega, kuni soovitud täpsus oli saavutatud.

Struvel polnud siin midagi vastu panna. Sel ajal, kui tema oma mikromeetrit kruttis, juhtus taevas nii mõndagi. Tähed värelesid, nende heledus võis muutuda, pealegi oli tema mõõdetav täht Veega võrdlustähest tuhandeid kordi heledam. Mis täpsusest siin rääkida. Aga Struvel oli ka eeliseid: parem/täpsem teleskoop ja aastakümnete pikkune vaatluskogemus.

Nagu varem öeldud, oli Bessel pedant. Lisaks vaatlemisele pani ta mängu oma matemaatika-alased teadmised ja andis täpse numbri: p = 0’’,3136 ± 0’’,0202. Tänapäevane väärtus on 0’’,28588 ± 0,00054. See jääb väljapoole Besseli poolt antud vea piire. Nii et …

Originaalartiklite tabelid on tolle aja kombe kohaselt põhjalikud ja lubavad igaühel autori mõttekäiku jälgida ning vajadusel teha kontrollarvutusi. Just see oli John Herscheli jaoks otsuse langetamisel määrava tähtsusega. Ja peaasi teaduse jaoks: tegu oli täiesti sõltumatute vaatlustega – erinevad objektid, erinevad instrumendid, erinev metoodika.

Aga kuhu jääb Thomas Henderson? Kui rida ajada, oli just tema esimene – alfa Centauri vaatlused said tehtud 1833. aastal. Aga millised? Wikipedia andmetel oli Kaplinna Kuninglikus Observatooriumis tol ajal kaks instrumenti: Dollondi 10-jalane passaažiriist (pisut suurem kui Tartu Tähetornil) ja 6-jalane „müüriring“ (mural circle – meridiaani sihis paiknevale seinale kinnitatud instrument taevakehade nurkkõrguse mõõtmiseks, keskaegse müürikvadrandi edasiarendus). Ei parallaktilist monteeringut, ei kellamehhanismi ega mikromeetrit… Millest siin rääkida! Ja tulemus – „alla ühe kaaresekundi“ pole just suurem asi määrang.
Aga puht juhuslikult oli Henderson pihta saanud kõige lähemale tähele. Alfa Centauri tegeliku aastaparallaksi määras 1891.a. David Gill, sealsamas Kaplinna observatooriumis, saades tulemuseks 0’’,75 ± 0’’,01. Tänapäevane väärtus on 0’’75481 ± 0’’,00411 (Hipparcose andmed).
Täpsustuseks: Gill kasutas heliomeetrit ja Besseli metoodikat. Ka alfa Centauri on kaksiktäht, komponentide vahekaugus oli Gilli vaatluste ajal umbes 20’’.

Mis sai edasi? Täheparallakside visuaalne mõõtmine oli ränk ja aeganõudev töö, tulemused ebakindlad. Aastaks 1900 oli enam-vähem rahuldavalt teada 60 tähe parallaksid. 20. sajand tõi kaasa uued vahendid – fotograafia, Schmidt’i teleskoobid, CCD-vastuvõtjad ja skaneerivad süsteemid. Parallakside arv kasvas kiiresti, 1950. a oli teada juba 6000 tähe kaugused, töösse rakendati eriprogrammid, mis kestavad tänaseni.
1997.a avaldati Hipparcos’e satelliidi mõõdetud 118 000 tähe parallaksid. Praegu kestab ESO missioon GAIA, millelt oodatakse kuni miljardi tähe asukohti.

Aga ega ka astro-ajaloolased maga. – Wikipedias on välja tuldud väitega, et esimesena mõõtis täheparallaksi hoopiski Collegio Romano observatooriumi direktor Giuseppe Calandrelli, kes sai 1806.a Veega parallaksiks 4 kaaresekundit. (Osservazione e riflessione sulla parallasse annua dall’alfa della Lira). Kuidas, millal, millega ja mismoodi? Kus lõpeb „arvamine“ ja kust algab teadmine?
Kui siit edasi minna, siis (aasta)parallaksi idee peaks olema sama vana, kui heliotsentriline maailmasüsteem. Kas hakkame aega lugema Kopernikust või Aristarchosest? Kui Galilei mõõtis Miitsari kaugust Alkorist, kas ta mõõtis siis parallaksi? Kas Bradley mõõtmisi, mille käigus avastati aberratsioon ja nutatsioon, võis lugeda „parallaksi mõõtmiseks“? Või tuleme ikka tagasi Struve juurde, kellel oli (tänapäeva teadmiste seisukohalt!) esimesena kasutada nii teadmised kui instrument, mis võimaldas parallaksi numbrilist väärtust tegelikult mõõta?
Siingi leidsin uudise. Venekeelse Wikipedia järgi mõõtis Struve aastal 1821 (neli aastat enne Fraunhoferi teleskoobi käikminekut!) Altairi parallaksiks (0,181″±0,094″). Tänapäevane väärtus on 0,195’’. Oli see siis mõõtmine või ei olnud? Usun, et sedalaadi „fakte“ võib internetist rohkesti leida.

Kokkuvõtteks: kui „ajalooline udutamine“ välja jätta, jäävad sõelale Besseli ja Struve mõõtmised aastatest 1835–40. Nemad olid esimesed, kellel oli kasutada piisava täpsusega aparatuur. Struve oli (ajaliselt) esimene, Bessel usaldusväärsem. Ja ehkki John Herschel andis prioriteedi Besselile, on mehed seda väärt, et koos ajalukku minna.

LISA. Mis on mõõtmine ja mis on mõõtmistulemus.

Millal on mõõtmine sooritatud? – Siis, kui number on käes.
Numbreid võib leida mitmeti:
a) oletus (kogemusest lähtuvalt). Kui täht on Päikesest miljon korda kaugemal (ja sama heledusega), siis paistab ta miljon miljonit (1012) korda tuhmim. 1012 vastab 30 tähesuurusele, seega paistaks Päike, kui ta oleks miljon korda kaugemal, – 26,74 + 30 = 3m,26. Normaalne. Seda (juhtu, kus kaugust hinnatakse heleduse järgi) nimetatakse mõnikord ka „fotomeetriliseks parallaksiks“. Rehkendame selle „parallaksi“: 1 parsek on 206265 aü, seega 106 aü vastab kaugusele D = 106/206265 = 4,85 pc ning parallaktiline nihe p = 1/D = 0’’,206 (kaaresekundit). Umbes sinna kanti peaksid minema tähtede parallaktilised nihked.
b) otsene mõõtmine. See, kui täpselt suudame mõõta, sõltub nii mõõteriistast kui mõõdetavast objektist. Reichenbachi-Erteli meridiaaniringi lugemi täpsuseks on (valmistaja poolt antud) 0’’,5 . Selle teleskoobi objektiivi läbimõõt on 10 cm, mis annab teoreetilise lahutusvõime Θ = 138/100 = 1’’,38 – see on kehvem kui skaala täpsus.
Tähe kujutise – turbulentsiketta – keskmine läbimõõt on Tartus 3 kaaresekundit, parimates mägiobservatooriumides (Kanaari saared, Mauna Kea) kuni 0,4 kaaresekundit. Kui seal on ka teleskoop apertuuriga vähemalt 35 cm, on poolesekundiline täpsus igati ootuspärane. Aga mitte rohkem!
c) statistiline määrang. Siit edasi tuleb mängu statistika. Toome näite: olgu paberil kaks punkti (vahekaugus ca 20 cm). Kasutada on meil millimeeterjaotistega joonlaud. Kas mõõtetäpsus üks mikromeeter on võimalik?
Oletame, et silma järgi on joonlaua abil võimalik hinnata pikkust täpsusega 0,1 mm. Teeme 30 mõõtmist, saades tulemuseks viiel korral 196,6; 10 korral 196,5; 10 korral 196,7 ja 5 korral 196,4. Leiame kolmekümne mõõtmise aritmeetilise keskmine, saame 196,5666667 (perioodiline kümnendmurd, kuutesid võime sinna vahele kirjutada kuitahes palju).
Kui suur on täpsus? Dispersiooni arvutus annab keskmise ruuthälbe väärtuseks σ = 0,0205
Oletame, et mõõtmisi oli 100 korda rohkem, st 3000 ja nad jaotusid samal viisil. Nüüd saame σ = 0,00202. Tuntud asi: dispersioon väheneb võrdeliselt ruutjuurega mõõtmiste arvust.
Aga kas täpsust tuli juurde? Kas on võimalik mõõta mõõteriistaga, mille täpsus on 0,1 mm täpsusega 0,002 mm? Tänapäeval väidetakse, et on …

Detsembris 2011 ja jaanuaris 2012 on Sänna Kultuurimõisas võimalik tutvuda astronoomiliste piltide näitusega.

Sänna Kultuurimõis asub Võrumaal Rõuge vallas Sänna külas. Mõisa juurest algab Sänna Taevarada – Päikesesüsteemi miljard korda vähendatud mudel looduses.

Detsembrikuus alustab tegevust Sänna Kultuurimõisa kirjandusklubi. Kõige esimene kohtumine toimub 9. detsembril kell 19 ja avaürituse teemaks on maailma loomine. Lähtepunktiks on Jaan Kaplinski populaarteaduslik teos “Teispool sinist taevast”. Taevastel radadel juhatavad meid kirjanik ja hobi-astronoom Jaan Kaplinski ning astronoom Jaan Pelt.

Kirjandusõhtul avatakse Sänna Kultuurimõisas ka astronoomiliste fotode näitus.

Lisaks arutame kirjandusklubi edasist tegevust.

Soovituslik annetus kuni 2 EUR.
Teelauale võib kaasa võtta head-paremat näksimist.

Kirjandusõhtuid toetab Kohaliku Omaalgatuse Programm ja Rõuge Vallavalitsus

Näitusel “Kuu lähivaates ja maastikul. Astrofotokonkurss 2011″ saab näha 20 paremat fotot Eesti Astronoomia Seltsi ja AS Fotoluks korraldatud konkursile laekunud töödest. Näituse avamine koos konkursi parimate autasustamisega toimub neljapäeval, 25. augustil kell 16 Tartu Ülikooli Ajaloo Muuseumi valges saalis. Näitus jääb avatuks 11. septembrini.

Vaata lisaks:

• Astrofotokonkurss 2011 – tulemused
• Astrofotokonkursi veebileht

EENeti ja Tartu Observatooriumi korraldatud arvutijoonistuste võistluse “Uudista universumit” parimaid pilte saab 12. aprillist kuni 15. maini 2010 vaadata Tartus Dorpat Konverentsikeskuses (Tasku, Turu 2).

Näitus “Uudista universumit” tutvustab 2009. aastal EEneti ja Tartu Observatooriumi poolt korraldatud arvutijoonistuste võistluse parimaid töid.

Käesoleval aastal korraldasid EEnet ja Tartu Observatoorium arvutijoonistuste võistluse “Uudista universumit”. Neljas vanuserühmas toimunud võistlusele saabus kokku 5225 arvutiga joonistatud tööd. Pildid tuli joonistada teemadel: “Planeedid kauge tähe ümber”, “Komeedid – sabaga tähed”, “Astronoom tööhoos”, “Tuleviku teleskoop”, “Kuidas sünnivad tähed”, “Galaktikate kokkupõrge”, “Suur Pauk ja must auk”, “Esimene eestlane kosmoses”, “2015. aastaks Marsile”.

Näitusel saab näha iga vanuserühma parimaid töid. 24 pildist koosnev ülespanek jääb TÜ Ajaloo Muuseumi valges saalis avatuks 2009. aasta lõpuni. Edasi rändab näitus Riigikogusse.

17. novembrist kuni 31. detsembrini saab vaadata astronoomiliste piltide näitust Tartus, Eesti Kirjandusmuuseumis (Vanemuise 42). Muuseum on avatud esmaspäevast neljapäevani kella 9–17 ja reedeti kella 9–16.30.

16. oktoobrist kuni 15. novembrini saab vaadata astronoomiliste piltide näitust Võrus, Võrumaa Muuseumis (Katariina 11). Muuseum on avatud kolmapäevast pühapäevani kella 10–17.

Tartu Oskar Lutsu nimelise Linnaraamatukogu II korruse näituseruumis (Kompanii 3/5) on 24. septembrist kuni 24. oktoobrini avatud Rahvusvahelisele Astronoomia Aastale pühendatud raamatunäitus.

Reedel, 25. septembril toimuvad Teadlaste Ööle pühendatud üritused Tartus Toomemäel TÜ Ajaloo Muuseumis.

Kell 18.15 ja kell 22.00 saab Valges saalis kohtuda 17. sajandi astronoomiga, kes tutvustab oma pisut ootamatut maailmavaadet.
Kell 18.30 tutvustatakse näitust “Struveta poleks satelliittelevisiooni”.
Kell 20–23 on avatud Toomkiriku vaateplatvormid: saab ise teleskoobiga tähistaevast vaadelda (kui pilves pole) ning kohtuda-vestelda kaasaegsete astronoomidega.

Mika Kauraharju fotod on kõik tehtud Soomes, Parkano lähedal Aureskoski külas.
Näitust on võmalik külastada 15. septembrist 11. oktoobrini Nõo Koduloomuuseumis.

Muuseum on avatud:

• esmaspäevast reedeni 10.00-19.00
• laupäeviti kella kümnest hommikul kaheni lõuna ajal.

Nõo Koduloomuuseum asub Nõo vallamaja ruumides, asukohaga Voika 23 Nõo alevik. Kontakti saab muuseumiga telefonil: 745 5237, GSM: 510 2872 e-post: toomkai@hot.ee

Astronoomiliste piltide näitus on avatud Narvas, Tartu Ülikooli Narva Kolledži fuajees 1. kuni 30. septembrini.

Astronoomiliste piltide näitust saab vaadata 7. juulist 26. augustini Pärnus taastusravikeskuses Estonia (Rohelise maja 3. korrus, Pargi maja 2. korrus).