1η φάση 1999, Λύκειο: θέματα και λύσεις

Η έκλειψη της 11ης Αυγούστου 1999 ήταν ολική έκλειψη Ηλίου, η τελευταία ολική της 2ης χιλιετίας. Η λωρίδα ολικότητας ξεκίνησε από τον Ατλαντικό και πέρασε από τη ΝΔ Αγγλία, τη Γαλλία, τη Γερμανία, την Αυστρία, την Ουγγαρία, τη Ρουμανία (μέγιστη διάρκεια περίπου 2 λεπτά 23 δευτερόλεπτα), τη Βουλγαρία, την Τουρκία, το Ιράν, το Πακιστάν και την Ινδία. Στην Ελλάδα φάνηκε ως μερική έκλειψη.

Εκλείψεις Ηλίου: οφείλονται στο ότι η Σελήνη περνά ανάμεσα σε Ήλιο και Γη, στη Νέα Σελήνη, κοντά σε έναν από τους δεσμούς της τροχιάς της, που έχει κλίση περίπου 5°. Επειδή ο Ήλιος είναι 400 φορές μεγαλύτερος αλλά και 400 φορές πιο μακριά από τη Σελήνη, οι δύο δίσκοι φαίνονται σχεδόν ίσοι. Γι’ αυτό έχουμε ολικές (στη σκιά), μερικές (στην παρασκιά) και δακτυλιοειδείς εκλείψεις, όταν η Σελήνη είναι κοντά στο απόγειο και φαίνεται μικρότερη.

Έκλειψη Σελήνης έχουμε στην Πανσέληνο, όταν η Σελήνη μπαίνει στη σκιά της Γης. Μπορεί να είναι ολική, μερική ή παρασκιώδης. Δακτυλιοειδής έκλειψη Σελήνης δεν υπάρχει: στην απόσταση της Σελήνης η σκιά της Γης είναι περίπου 2,7 φορές μεγαλύτερη από τη Σελήνη, οπότε η Σελήνη δεν μπορεί ποτέ να «περισσέψει» γύρω από τη σκιά.

Προέλευση και εξέλιξη: μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μικρές διακυμάνσεις πυκνότητας (που φαίνονται στην ακτινοβολία υποβάθρου) μεγάλωσαν με τη βαρύτητα. Η σκοτεινή ύλη σχημάτισε «άλως», μέσα στις οποίες το αέριο ψύχθηκε και σχημάτισε άστρα. Οι πρώτοι γαλαξίες εμφανίστηκαν μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά, και οι μεγάλοι χτίστηκαν σταδιακά με συγχωνεύσεις μικρότερων.

Είδη (Hubble): ελλειπτικοί (παλιά άστρα, λίγο αέριο, τυχαίες τροχιές άστρων), σπειροειδείς και ραβδωτοί σπειροειδείς (περιστρεφόμενος δίσκος με βραχίονες, αέριο, σκόνη, νέα άστρα, και εξόγκωμα με παλιά άστρα) και ανώμαλοι (πλούσιοι σε αέριο, ακανόνιστοι). Δυναμική και σύσταση: άστρα, αέριο, σκόνη και, κυρίως, σκοτεινή ύλη. Οι καμπύλες περιστροφής μένουν «επίπεδες» μακριά από το κέντρο, ένδειξη αόρατης μάζας. Στο κέντρο σχεδόν όλων βρίσκεται υπερμεγέθης μαύρη τρύπα.

Παράδειγμα: ο γαλαξίας της Ανδρομέδας (M31), σπειροειδής, ο μεγαλύτερος της Τοπικής Ομάδας. Απέχει περίπου 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός, έχει διάμετρο περίπου 220.000 έτη φωτός και περίπου ένα τρισεκατομμύριο άστρα. Είναι το μακρινότερο αντικείμενο που βλέπουμε με γυμνό μάτι. Πλησιάζει τον Γαλαξία μας με περίπου 110 km/s. Παλαιότερα θεωρούνταν βέβαιη η συγχώνευσή τους σε περίπου 4–5 δισεκατομμύρια χρόνια· νεότερες μελέτες (2025) δίνουν περίπου 50% πιθανότητα μέσα στα επόμενα 10 δισεκατομμύρια χρόνια.

Σημαντικοί κομήτες της δεκαετίας του 1990: ο Shoemaker–Levy 9, που σπασμένος σε 21 κομμάτια έπεσε στον Δία τον Ιούλιο του 1994: πρώτη παρατήρηση σύγκρουσης σωμάτων στο ηλιακό σύστημα. Ο Hyakutake (1996), που πέρασε πολύ κοντά στη Γη με εντυπωσιακή ουρά. Ο Hale–Bopp (1997), ένας από τους λαμπρότερους κομήτες του αιώνα, ορατός με γυμνό μάτι επί 18 μήνες.

Δομή: ο πυρήνας είναι μια «βρόμικη χιονόμπαλα» (Whipple) από πάγους και σκόνη, μερικά km. Κοντά στον Ήλιο οι πάγοι εξαχνώνονται και σχηματίζουν την κόμη και δύο ουρές: την ευθεία ουρά ιόντων, που δείχνει πάντα αντίθετα από τον Ήλιο λόγω του ηλιακού ανέμου, και την καμπύλη ουρά σκόνης. Προέλευση: οι κομήτες μικρής περιόδου έρχονται από τη ζώνη Kuiper και οι μακράς από το νέφος του Oort. Είναι απομεινάρια από τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Συνέπειες σύγκρουσης με τη Γη: εξαρτώνται από το μέγεθος. Ένα σώμα λίγων δεκάδων μέτρων μπορεί να ισοπεδώσει μια περιοχή (Τουνγκούσκα, 1908). Ένα σώμα περίπου 10 km έχει παγκόσμιες συνέπειες: σκόνη που κρύβει τον Ήλιο, πυρκαγιές, τσουνάμι, μαζική εξαφάνιση, όπως των δεινοσαύρων πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια. Οι κομήτες είναι ιδιαίτερα επικίνδυνοι γιατί κινούνται πολύ γρήγορα και συχνά εντοπίζονται αργά.

Μεγάλα επιτεύγματα της δεκαετίας 1989–1999:

Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble (1990, επισκευή 1993): εικόνες χωρίς τη θόλωση της ατμόσφαιρας, το «Βαθύ Πεδίο» (1995) με χιλιάδες μακρινούς γαλαξίες, και ακριβέστερη σταθερά Hubble. COBE (1989–1993): έδειξε ότι η ακτινοβολία υποβάθρου έχει τέλειο φάσμα μέλανος σώματος (2,725 K) και βρήκε τις μικρές διακυμάνσεις της (1992), τους «σπόρους» των γαλαξιών.

Εξωπλανήτες: οι πρώτοι γύρω από πάλσαρ (1992) και ο πρώτος γύρω από άστρο σαν τον Ήλιο, ο 51 Pegasi b (1995). Ζώνη Kuiper: το πρώτο σώμα της βρέθηκε το 1992. Επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος (1998, από υπερκαινοφανείς τύπου Ia).

Εξερεύνηση πλανητών: το Galileo στον Δία (από το 1995) με ενδείξεις ωκεανού στην Ευρώπη, το Mars Pathfinder με το πρώτο ρομποτικό όχημα στον Άρη, το Sojourner (1997), και το Mars Global Surveyor. Επίσης ο ηλιακός δορυφόρος SOHO (1995) και το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra (Ιούλιος 1999).