Havaitsemaan, Mars!

Paula-Christiina Wirtanen:

Lokakuussa 2020 tapahtuu Marsin oppositio, joka on paras pitkään aikaan. Mitä oppositio tarkoittaa ja miksi juuri tänä syksynä on erittäin hyvä tilaisuus tutustua punaiseen planeettaan, ja mistä sen voi taivaalta löytää?

Marsin tunnistaa taivaalta vaivattomasti. Se on melko kirkas ja selvästi punainen. Sen voi havaita kaupungin valojenkin keskellä. 

Mars on helppo löytää kaukoputkella. Sillä katsottaessa saattaa kuitenkin tulla yllätys: planeetta näkyy vain punaisena täplänä. Mars on näennäiseltä kooltaan yleensä pieni. Sen kulmaläpimitta kaukoputkella katsottaessa vaihtelee kuitenkin hyvin paljon. Marsin ollessa etäällä Maasta sen kulmaläpimitta ei ole juuri Uranusta suurempi ja silloin erilaisten pinnanmuotojen näkeminen on käytännössä mahdotonta. Siksi opposition tienoot ovat hyvää havaintoaikaa, koska planeetan kulmaläpimitta on silloin huomattavasti suurempi. Kovin suuri Marsin näennäinen koko ei tosin ole koskaan, kulmaläpimitta on parhaimmillaankin noin puolet Jupiterin vastaavasta. 

Mitä tarkoittaa oppositio?

Marsin oppositio tarkoittaa tilannetta, jossa Mars on taivaalla Aurinkoa vastapäätä. Auringon, Maan ja oppositiossa olevan kohteen kesken on silloin ikään kuin suora linja. Marsin tapauksessa oppositioita on reilun kahden vuoden välein.

Marsin kiertoaika on 687 vuorokautta eli karkeasti ottaen yksi vuosi Marsissa on kaksi Maan vuotta, me täällä Maassa kierrämme Auringon nopeammin.

Kuvitellaan tilanne, jossa kumpikin planeetta lähtee yhtä aikaa kierrokselleen samasta kohtaa rataansa. Kun Maa on kiertänyt täyden kierroksen Auringon ympäri, Mars on silloin puolivälissä omaansa. Jossain vaiheessa Maa ja Mars ovat jälleen omilla radoillaan rinnakkain. Tämä tapahtuu lähtöpisteestä 780 vuorokauden kuluttua. Silloin Aurinko, Maa ja Mars ovat uudelleen samassa linjassa – toisin sanoen Mars on taas oppositiossa!

Marsia kauempana olevien planeettojen kierto on luonnollisesti hitaampaa, ne eivät samalla tavalla ehdi ”alta pois” yhdessä Maan kierroksessa. Niinpä Jupiterin oppositioita tapahtuu 13 kuukauden välein ja Saturnuksen oppositioväli on vuoden ja kaksi viikkoa. Jättiläisplaneettojen osalta oppositiot eivät ole samalla tavalla harvinaisia tapahtumia, kuin Marsilla. Niiden kulmaläpimitta pysyy myös kutakuinkin samankokoisena oppositiosta toiseen ja niiden välilläkin, toisin kuin Marsin tapauksessa.

Marsin rata on hiukan soikea ja epäkeskinen. Tästä syystä Marsin etäisyys Auringosta ja Maasta vaihtelee oppositioidenkin aikaan melko paljon. 

Marsin oppositiot 2016-2027.
Kuva: Tähdet 2020 / Veikko Mäkelä.

Kun oppositio tapahtuu Marsin ollessa lähellä periheliä eli lähimmillään Aurinkoa, planeetan etäisyys myös Maahan on silloin lyhyempi kuin Marsin ollessa radallaan kauempana Auringosta. Perihelin tuntumassa tapahtuvaa oppositiota kutsutaan perihelioppositioksi ja se on paras hetki havaita Marsia kaukoputkella. 

Marsin periheli ei aivan ole samana päivänä kuin oppositiohetki. Suurimmillaan ero voi olla vähän toista kuukautta.

Mars on periheliopposition aikaan myös kirkkaimmillaan. Tällöin se on jopa Jupiteria kirkkaampi. Kauempana ollessaan planeetta on himmeämpi. 

Paras oppositio ennen 2030-lukua

Valokuva Marsista 14.2.2009 klo 00.46. Marsin kulmaläpimitta oli tuolloin 13,4”. Kuva: Lasse Ekblom.

Perihelioppositio oli edellisen kerran heinäkuussa 2018. Marsilla nämä tapahtuvat yleensä loppukesästä, jolloin planeetta on Suomen kesätaivaalla varsin matalalla. Niinpä Suomesta nähtynä paras hetki Marsin havaitsemiseen onkin edellä mainittua seuraava oppositio – ja se on juuri nyt tänä syksynä, lokakuussa 2020.

Marsin kulmaläpimitta on tämän vuoden oppositiossa lähes sama kuin mitä perihelioppositiossa kaksi vuotta sitten, eroa on vain noin kaksi kaarisekuntia. Mutta Mars on tällä kertaa huomattavasti korkeammalla. Tämä tekee siitä paremmin havaittavan. Kääntöpuolena on tosin syksyn hyvinkin vaihtelevat havainto-olosuhteet, kuten pilvisyyden lisääntyminen. Syksyisin ilmakehä voi myös olla paikoin turbulenttinen, mikä vaikuttaa seeingiin. Yleisesti ottaen kuitenkin ilmakehän häiriöitä on vähemmän kuin matalalla olevalla kohteella. 

Kirkkaudessa Mars ei tällä kerralla päihitä Jupiteria lukuun ottamatta opposition läheistä aikaa lokakuussa. Mars on kuitenkin koko syksyn korkealla taivaalla hyvin näkyvissä ja on opposition aikaan havaittavissa koko pimeän ajan. Mars nousee tuolloin Auringon laskiessa, on keskiyöllä korkeimmillaan ja laskee vasta aamunkoitteessa.

Syystaivaalle marssaamaan!

Juuri tänä syksynä on siis erinomainen tilaisuus Marsin havaitsemiseen. Mars on lähinnä Maata 6.10. ja oppositio on 14.10. Tällöin Marsin kulmaläpimitta on 22,3”, eikä parempaa tilaisuutta Marsin havaitsemiseen ole vähään aikaan tiedossa. 

Seuraavassa oppositioissa vuonna 2022 Marsin kulmaläpimitta on pienempi, 17”, ja vuoden 2025 tammikuun oppositiossa se on enää 14,5”. Aphelioppositio, jossa Mars on kauimpana Auringosta ja myös etäämmällä Maasta, on vuonna 2027. Silloin planeetan kulmaläpimitta on parhaimmillaankin vain 13,8”. 

Vuoden 2027 jälkeen Mars alkaa taas olla oppositio toisensa jälkeen paremmin havaittavissa, mutta siltikin seuraava tilaisuus havaita Marsia yhtä läheltä kuin nyt, tulee vasta 2030-luvulla! Eli mikäli haluaa nähdä punaisen planeetan hyvin, tilaisuus kannattaa hyödyntää tänä syksynä.

Mars on tietenkin hyvin havaittavissa pitempäänkin kuin vain oppositiopäivänä. Hyvä havaintojakso on muutama kuukausi ennen oppositiota ja sen jälkeen. 

Kesäkuun lopussa Mars siirtyy Kalojen tähdistöön ja onkin siellä koko loppuvuoden. Marsin löytää syksyn taivaalta alavasemmalle tutusta Pegasus-neliöstä.

Marsin kulkureitti taivaalla syksyllä 2020. Kartalta on nähtävissä Marsin rata, joka näyttää tekevän z-kuvion suhteessa tähtitaivaaseen. Kartta: Veikko Mäkelä.

Etenevä ja taantuva liike

Jo antiikin aikana huomattiin planeettojen liikkuvan suhteessa taustataivaaseen. Tästä suomenkielessä on muistona vanhahtava sana ”kiertotähti”, sehän liikkuu suhteessa ”kiintotähtiin”. Tuota myös sana ”planeetta” tarkoittaa. Se tulee kreikankielisestä vaeltajia tarkoittavasta sanasta planētai. Planeetat kulkevat pitkin eläinradan tähdistöjä vasemmalle eli lännestä itään suhteessa taustataivaaseen.

Oppositiosilmukka johtuu siitä, kun nopeammin liikkuva Maa ohittaa oppositiossa olevan hitaamman ulkoplaneetan. Ohituksen läheisyydessä ulomman planeetan liike näyttää taantuvalta.
Kuva: Veikko Mäkelä.

Opposition läheisyydessä ulkoplaneetat näyttävät kuitenkin tekevän silmukan, s- tai z-kuvion taivaalla. Ennen oppositiota liike kääntyy taantuvaksi. Planeetta ikään kuin pakittaa radallaan ja kulkeekin idästä länteen palaten taivaalla sinnepäin, mistä se oli alunperin tulossa. Opposition jälkeen liike palautuu jälleen eteneväksi ja jatkuu sellaisena seuraavan opposition läheisyyteen saakka.

Ylläolevassa kartassakin näkyvä z:n tai s:n muotoinen liike tunnetaan nimellä oppositiosilmukka. Sille on etsitty erilaisia ja vaihtelevia selityksiä aina antiikin ajoista lähtien. Maakeskisessä maailmankuvassa liikkeiden selittäminen ei ollut ollenkaan helppo juttu. Aurinkokeskisen maailmankuvan myötä lopulta myös selvisi syy tälle käyttäytymiselle. Oppositiosilmukka johtuu siitä, kun nopeammin liikkuva Maa ohittaa oppositiossa olevan hitaamman ulkoplaneetan. Ohituksen läheisyydessä ulomman planeetan liike näyttää taantuvalta. Marsin osalta taantuva liike alkaa 9.9. ja palautuu jälleen eteneväksi 15.11.2020. 

Mikäli seuraa planeetan liikettä suhteessa tähtitaivaaseen ja piirtää sijainnit kartalle, voi helposti havaita tämän silmukkamaisen liikkeen. 

Paikoillenne, valmiina, Mars!

Mars alkaa kirkastua ja tulla näkyviin kesän taivaalla. Heinäkuun puolivälissä kulmaläpimitta on kasvanut 12,7 kaarisekuntiin ja magnitudi on –0,8 eli Mars on jo selvästi havaittavissa heinäkuisella taivaalla. 

Heinäkuun yöt ovat eteläisessäkin Suomessa varsin valoisia ja lyhyestä yöstäkin Mars on havaittavissa vain aamupuolella, planeetan noustessa taivaalle vasta puolenyön aikoihin. Loppukesän Mars-havaitsijoiden aktiiviaika onkin siis aamuyön pikkutunteina planeetan ollessa korkeimmillaan vasta ennen auringonnousua.

Kesän edetessä kohti loppua tilanne kuitenkin paranee, ja elokuun lopulla havaintojen äärelle voikin käydä jo puolenyön tuntumassa Marsin ollessa kuitenkin edelleen aamupuolella korkeimmillaan.

Syksyn sato parhaimmillaan

Elokuun alussa Marsin kulmaläpimitta on 14,5” ja tästä eteenpäin se suurenee koko ajan kohti opposition edellä mainittua 22,3 kaarisekuntia.

Mars on parhaimmillaan havaittavissa syys-, loka- ja marraskuussa – ja vielä joulukuussakin, vaikka tuolloin paras hetki alkaakin olla ohitse. Joka tapauksessa oppositiota edeltävät ja sitä seuraavat viikot syys–marraskuussa kannattaa hyödyntää, sillä silloin Mars on komeimmillaan.

Opposition jälkeen marraskuun puolivälissä Marsin kulmaläpimitta on 17” eli saman verran kuin seuraavan opposition aikaan parhaimmillaan. Joulukuun alussa kulmaläpimitta on 14,5” eli samaa kokoluokkaa kuin elokuun alussa ja vuoden 2025 oppositiossa, mutta planeetta on kuitenkin vielä aivan hyvin havaittavissa. 

Vuodenvaihteen jälkeen Mars on näkyvillä vielä iltataivaalla, mutta sen näennäinen koko alkaa vähitellen kaventua epäkäytännöllisen pieneksi tarkempia havaintoja ajatellen. Tammikuun alussa Marsin kulmaläpimitta on 10” ja se pienenee nopeasti kuun loppuun mennessä enää 8 kaarisekuntiin.

Kaavio Marsin kulmaläpimitoista ja vaiheesta tänä syksynä kaukoputkella nähtynä.
Marsin vaihe vaihtelee välillä 85–100 %. Kuva: Veikko Mäkelä.
Ohessa myös mittakaava ja ilmasuunnat.

Havaitsemalla silmä harjaantuu

Opposition melko suuresta kulmaläpimitasta huolimatta pinnanmuotojen näkeminen Marsista ei ole aivan yksinkertaista. Kokemuksen myötä havaintosilmä kouliintuu ja yksityiskohtien näkemisestä tulee helpompaa. Ensimmäisellä ja vaikka kymmenennellä havaintokerralla on melkoinen ero siinä, mitä kaukoputkestasi näet! Niinpä kannattaa hyödyntää jo loppukesän lämpimiä öitä harjoitellen havaitsemista, jos suinkin mahdollista. Mars tulee kuitenkin koko ajan paremmin näkyville alkusyksystä.

Eikä kannata tyytyä pelkkään vilkaisuun. Seeing elää koko ajan ja katsomiseen kannattaa keskittyä, niin näkee enemmän yksityiskohtia ilmakehän rauhallisen hetken tullessa. Silmä myös ”tottuu” etsimään yksityiskohtia paremmin, kun ei turhaan kiirehdi.

Lopuksi

Katsotaan kaukoputkillamme Marsia! Hekin katsovat meitä!
Piirros: Susanna Viljanmaa.

Legendat marsilaisista ja Marsin kanavista on tehnyt planeetasta aina ihmisten mielissä kiehtovan taivaankappaleen. Ja sitähän se onkin! Se on kuitenkin Mars – naapuriplaneettamme! Ja se on ainoa planeetta taivaalla Merkuriuksen lisäksi, jolta voidaan kaukoputkella nähdä itse kohteen pintaa. Voit siis kaukoputkella katsella ihan oikeasti naapuriplaneettamme pinnalle. Jo tämä asia tekee siitä kiehtovan. 

Toki Merkurius ilmakehättömänä planeettana olisi vastaavalla tavalla havaittavissa, mutta sen pienen koon takia pinnalta ei juuri erota yksityiskohtia. Venus olisi mainio havaittava, mutta sitä puolestaan peittää pysyvä paksu pilvikerros, joten pinnalle on mahdotonta nähdä. Näiden kahden sisäplaneetan suhteen kaukoputkenkin käyttäjä joutuu tyytymään lähinnä vaihehavaintojen tekoon. Siksikin Mars on ainutlaatuinen.

Mutta millä tavalla Marsia sitten havaitaan, minkälainen kaukoputki on tarkoitukseen hyvä ja mitä yksityiskohtia Marsista voi nähdä? Seuraavassa numerossa kerromme lisää havaintolaitteista, Marsin pinnanmuodoista sekä sen havaitsemisesta piirtämällä tai valokuvaamalla. Siihen saakka näkemiin ja pysykää kuulolla!

Taulukko

 pvm       koko       kirkkaus    vaihe     huomio
             ”           mag        %

 15.7.     12,7        -0,8         85
  3.8.     14,8        -1,1         87      Mars perihelissä
  3.9.     19,1        -1,9         92      kevätpäivänseisaus Marsissa
  9.9.     20,0        -2,0         94      taantuva liike alkaa
 6.10.     22,5        -2,6        100      Mars lähinnä Maata
14.10.     22,3        -2,6        100      oppositio 
15.11.     17,4        -1,7         95      etenevä liike alkaa
 1.12.     14,5        -1,1         92
31.12.     10,5        -0,3         89
 31.1.      7,9         0,4         89

Kiitokset

Kiitos Veikko Mäkelälle korjausehdotuksista, tekstin oikoluvusta ja kaavioista sekä Susanna Viljanmaalle piirroksesta.

Lisätietoja ja lähteitä

McClure, B., 2018. The cycle of close and far Martian oppositions. EarthSky.
Powell, M.J., 2013. Oppositions of Mars. The Naked Eye Planets.
Powell, M.J., 2019. The Mars Apparition of 2019-2021. The Naked Eye Planets.
Beish, J.D., 2016. The 2020-2021 perihelic apparition of Mars. ALPO.
Mäkelä, V. et al (toim.), 2019. Tähdet 2020. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Helsinki.
(s. 76-77, s. 130, s. 138-139.)
Mars. Lisämateriaalia Tähdet 2020 -vuosikirjaan. Ursa.
Kukkonen, I., 1983. Planeettojen havaitseminen. Teoksessa Kaila, K. & Määttänen, H. (toim.): Tähtitieteen harrastajan käsikirja 2. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Helsinki.