Kuu puolivarjossa

Veikko Mäkelä ja Paula-Christiina Wirtanen:

Vuonna 2020 näkyy Suomessa kolme Kuun puolivarjopimennystä. Näistä ensimmäinen 10.1. näkyy parhaiten koko maassa. Pimennyksen jälkeen voi ihailla täysikuun mare-alueita.

Vuonna 2020 emme saa nauttia täydellisistä tai osittaisista kuunpimennyksistä. Seuraava osittainen pimennys näkyy marraskuun 19. päivä vuonna 2021 ja se on havaittavissa Suomessakin. Seuraava maailmalla näkyvä täydellinen kuunpimennys on jo 26.5.2021, mutta sellaista, jossa täydellinen vaihe näkyy myös Suomessa, saamme odottaa peräti syyskuun 7. päivään vuonna 2025.

Vuoden 2020 aikana tapahtuu kuitenkin peräti neljä kuunpimennystä, mutta ne kaikki ovat puolivarjopimennyksiä.  Kolme näistä on nähtävillä Suomessa. Parhaiten havaittava tapahtuu heti tammikuun täydenkuun aikaan, 10.1.2020.

Puolivarjopimennyksen anatomiaa

Kun maapallolla nähdään kuunpimennys, tapahtuu Kuussa samaan aikaan Maan aiheuttama auringonpimennys. Maa heittää avaruuteen varjokartion, jossa keskellä on täysvarjo ja sen ulkopuolella puolivarjo. Kuu voi sukeltaa kokonaan täysvarjoon, jolloin tapahtuu täydellinen kuunpimennys. Tai sitten täysvarjo voi peittää vain osan Kuun kiekosta, jolloin näemme osittaisen kuunpimennyksen.

Maapallo heittää avaruuteen varjokartion, jonka keskiosassa on täysvarjo, jonka sisällä Aurinko peittyy kokonaan Maan taakse. Reunoilla on puolivarjo, jossa Aurinko näkyy osittain peittyneenä. Maan ja Kuun koot sekä niiden välinen etäisyys eivät ole keskenään mittakaavassa. Kuva: Veikko Mäkelä.

Ajoittain käy niin, ettei täysvarjo edes yllä Kuun kohdalle, mutta ulompana oleva puolivarjo osuu vielä Kuun kiekkoon. Niillä alueilla, joihin puolivarjo lankeaa, vain osa päivätähtemme kiekosta peittyy Kuusta katsottuna, eli siellä tapahtuu osittainen auringonpimennys.

Maanpäällisistä auringonpimennyksistä tiedämme, ettei maisema juuri pimene, ennen kuin Auringosta näkyy enää kapeahko sirppi, näin myös Kuussa. Niinpä Maasta katsoen puolivarjopimennyksen aikana Kuun kiekko tummuu havaittavasti vasta suhteellisen lähellä täysvarjon reunaa.  Kuu ei näytä punaiselta tai siltä, että siitä olisi puraistu pala pois. Puolivarjopimennys saattaa kokemattomalta jäädä jopa huomaamatta. Mutta mikäli sattuu tuolloin katsomaan Kuuta, se ei näytä aivan normaalilta täysikuulta.

”Syvä” puolivarjopimennys

Tammikuun 10. päivän pimennyksen aikaan maapallon täysvarjo kulkee Kuun eteläpuolelta ja vain puolivarjo lankeaa Kuun kiekon päälle. Tässä pimennyksessä siten, että puolivarjo peittää lähes koko Kuun kiekon. Niin sanottu puolivarjomagnitudi (penumbral magnitude) on 0,90 eli 90 % Kuun pinnasta on puolivarjossa.

Täysvarjo kulkee melko läheltä Kuun eteläreunaa, joten kiertolaisemme eteläiset osat tummuvat jonkun verran, eniten aivan kiekon reunalta. Tämän voi lukea myös pimennyksen täysvarjomagnitudista (umbral magnitude), joka on –0,12. Se kertoo, että täysvarjon reuna käy etäisyydellä, joka on 12 % Kuun kiekon läpimitasta. Tämänkertaisen puolivarjon näkemistä auttaa tuo nollaa lähellä oleva täysvarjomagnitudi.

Kuun puolivarjopimennyksen 10.1.2020 kulku. Huomaa, etteivät kaavioon merkityt täys- ja puolivarjo näy taivaalla. Kuva: Veikko Mäkelä / Tähdet 2020 / Ursa.

Puolivarjopimennys alkaa klo 19.08 ja on syvimmillään klo 21.10. Näytös on kokonaan ohitse kello 23.12.  Puolivarjo on havaittavissa kunnolla vasta pimennyksen keskivaiheilla. Aivan syvimmässä vaiheessa Kuun alareuna saattaa näyttää jotenkin vajaalta, muttei kuitenkaan samalta kuin osittaisessa pimennyksessä, jossa varjon reuna on varsin terävä.

Koko pimennyksen ajan Kuu on kohtuullisen korkealla Kaksosten tähtikuviossa. Etelä-Suomessa se kipuaa noin 25 asteesta 50 asteeseen.

Seuraava puolivarjopimennys 5.6.2020 on paljon haastavampi. Se näkyy parhaiten vain Etelä-Suomessa ja on silloinkin matalalla. Pimennyksen puolivarjomagnitudi on myös huonompi, 0,57.  Vuoden viimeinen puolivarjopimennys tapahtuu 30.11.2020. Se näkyy puolestaan vain Pohjois-Suomessa ja on Utsjoellakin syvimmässä vaiheessa aivan horisontin tuntumassa. Pimennyksen puolivarjomagnitudi on kuitenkin parempi 0,82.

Puolivarjon havaitsemisesta

Tarkkailkaa puolivarjoa pimennyksen edetessä. Missä vaiheessa pimennystä voitte sanoa huomaavanne sen? Entä missä vaiheessa se katoaa? Puolivarjo saattaa näkyä paremmin tummissa mare-alueissa kuin kirkkailla ylängöillä. Parhaiten puolivarjoa voinee tarkkailla vertailemalla Kuun kiekon ala- ja yläreunan kirkkauseroa. Kannattaa kuitenkin huomata, että Kuun pinnalla on myös luonnostaan albedo- eli kirkkauseroja.

Pilvisyys useimmiten haittaa havaintoja. Tässä tapauksessa varsinkin, jos Kuun editse lipuva pilvimatto on epätasainen. Silloin se sotkee kiekon kirkkauserojen vertailemisen. Ohut tasainen pilvikerros, jonka läpi Kuu paistaa vaivatta, saattaa yllättäen helpottaa havaitsemista, koska se pienentää täysikuun kirkkautta. Harvoin pilvihuntu on kuitenkaan aivan tasainen.

Kuuta voi tarkkailla paljain silmin tai kiikarilla. Myös kaukoputkea voi käyttää pienillä suurennuksilla, jolloin koko kiekon saa mahtumaan näkökenttään. Kuusuodattimesta, jos sellaisen sattuu omistamaan, on hyötyä putkihavainnoissa.

Kameralla

Kameralla tästä pimennyksestä on aika helposti saatavissa kuvia, joissa puolivarjo tulee esiin. Valokuvaajat voivat ottaa kuvasarjaa Kuusta vakioiduin kuvausparametrein (valotus, aukko, herkkyys). Aloitusarvot kannattaa valita kirkkaan täydenkuun mukaan aivan pimennyksen alkaessa siten, ettei Kuun kiekko ylivalotu. Herkkyytenä voi käyttää melko pientä arvoa, esimerkiksi ISO 100–200, hyvän sävytasapainon saavuttamiseksi. Koska Kuu on kirkas, pienestä ISO-arvosta huolimatta on mahdollisuus käyttää lyhyitä valotusaikoja.

Jalustasta on hyötyä terävien kuvien aikaansaamiseksi. Seurannasta on iloa, jos käyttää pitkäpolttovälisiä objektiiveja tai kaukoputkea kuvaamiseen. Objektiiviksi suositellaan vähintään 200-millistä. Lyhyemmillä linsseillä luonnollisesti Kuu jää ruudussa pienikokoiseksi.

Pimennyksen alkupäässä ilmakehän himmentävä vaikutus saattaa vähän näkyä kuvissa, mutta syvimmästä vaiheesta pimennyksen loppuun Kuun korkeuden muutoksen vaikutus lienee melko minimaalinen, jolloin tulokset ovat vertailukelpoisia. Hyvän kuvasarjan saaminen edellyttää myös tasalaatuisia olosuhteita.

Vähän pienimuotoisemmin voi ottaa sarjan sijaista vertailukuvaparin syvimmästä vaiheesta sekä pimennyksen alusta ja/tai lopusta.

Juha Ojanperän kuvapari 19.10.2013 Kuun puolivarjopimennyksestä. Vasemmalla pimennyksen syvin vaihe klo 2.50 ja oikealla kuva pimennyksen jälkeen klo 4.56. Tammikuun 2020 pimennyksessä Kuun alareuna tummuu samalla tavalla, mutta ehkä vähän tummemmaksi. Canon EOS 1100D, 102/1000 mm linssiputki.

Havaitsitte sitten visuaalisesti tai kuvaten, laittakaa raporttejanne Taivaanvahtiin PIMENNYS-lomakkeella valiten havainnon otsikoksi Kuun puolivarjopimennys. Kirjatkaa kellonajoiksi koko havaintojakso, jolloin tarkkailitte pimennysnäytelmää.

Täysikuuta pimennyksen jälkeen

Kun pimennys on ohitse, voitte ihailla täysikuuta sädekraattereineen tai opetella paljainkin silmin näkyvien mare-alueiden nimiä, mikäli ette ole aiemmin sitä tehnyt.

Kannattaa huomata, etteivät mare-alueet ole kirkkaudeltaan samanlaisia. Läntisellä reunalla oleva Myrskyjen valtameri (Oceanus Procellarum) ja Sateiden meri (Mare Imbrium) ovat vaaleampia, kuin itäisellä puoliskolla olevat meret.

Kaukoputkella voi myös huomata Kirkkauden meren (Mare Serenitatis) olevan reunoiltaan selvästi tummempi, kuin keskeltä. Tämä johtuu mare-alueen kahdesta erilaisesta kivimateriaalista. Kirkkauden meren keskellä oleva kiviaines on nuorempaa, noin kolmen miljardin vuoden ikäistä, ja siinä on alle yksi prosentti titaanioksidia. Tummat reunat ovat vielä puoli miljardia vuotta vanhempaa materiaalia ja siellä titaanioksidipitoisuus on huomattavasti suurempi, 1–3 %.

Täysikuuta katsoessa on edellä mainitusta kuusuodattimestakin paljon hyötyä, sillä varsinkin korkealla taivaalla loistava täysikuu on kirkas.

Lisätietoa ja linkkejä

Ursan Tähdet 2020 -vuosikirja, s. 22
Nasa Eclipse Web Site, Lunar eclipse page
Taivaanvahdin pimennyslomake
BBC Sky at Night Magazine:
How to observe and photograph the penumbral lunar eclipse on 10 January 2020