Perły z Braniewa
Zaćmienie Słońca z 15 maja 1836 roku było ostatnim zaćmieniem obrączkowym, widocznym z terenów dzisiejszej Polski. Objęło swoim zasięgiem obszary na północ od linii Warszawa – Szczecin, w tym również Warmię. Było obserwowane m.in. w Braniewie przez Laurentiusa Feldta, z obserwatorium w Wieży Kleszej Liceum Hosianum.
Na szybką powtórkę nie ma co liczyć, bo następne, widoczne z Braniewa zaćmienie obrączkowe będzie dopiero 5 listopada 2431 roku. Różnica prawie 600 lat! Wiemy, że Feldt obserwował podobne zjawisko w 1851 we Fromborku, z tym że to było zaćmienie całkowite. Zaćmienia obrączkowe nie występują rzadziej od całkowitych, ale te drugie są na pewno bardziej efektowne i częściej można o nich usłyszeć.
W obu przypadkach muszą zajść dokładnie takie same warunki, czyli Słońce, Księżyc i Ziemia ustawione na jednej linii i w tej kolejności licząc od Słońca. Z tym, ze Księżyc wędrując po swojej eliptycznej orbicie, czasem jest bliżej Ziemi, a czasem dalej. Stąd określenie „superksiężyc” na pełnie, gdy jest on najbliżej nas. Korzystając z tej, popularnej ostatnio terminologii, dla wystąpienia zaćmienia obrączkowego potrzebowalibyśmy pewnie „mininowiu”. W każdym razie, gdy rozmiary tarczy Księżyca będą znacząco mniejsze od słonecznej, to Księżyc nie przysłoni Słońca całkowicie nawet w maksymalnej fazie zaćmienia. Nie ma co liczyć na nastanie głębokiej ciemności, bo świecić będą zewnętrzne obszary tarczy Słońca, tworzące zjawiskowy pierścień ognia.
Słoneczny obwarzanek będzie symetryczny, gdy środki tarczy Słońca i Księżyca spotkają się w jednym punkcie. Stąd podobnie jak dla zaćmień całkowitych, także w przypadku obrączkowych, mówimy o linii zaćmienia centralnego, skąd można takie idealne ustawienie obserwować. Na tej linii rozstawiają się miłośnicy zaćmień całkowitych, którzy chcą jak najdłużej cieszyć się chwilą ciemności. W przypadku zaćmienia obrączkowego nie ma to już takiego znaczenia. Obserwacje z Królewca, Pilawy i Braniewa pokazały, że najlepsze miejsce, skąd można zebrać najbardziej wartościowy materiał, wcale nie leży na linii centralnej, ale jak najdalej od niej, w pobliżu granicy pasa zaćmienia.
Do 1836 roku nie zdawano sobie sprawy, jaki ciekawy wynik mogą dać obserwacje muskających się przez dłuższą chwilę krawędzi Słońca i Księżyca. Właśnie podczas tego zaćmienia, angielski astronom, Francis Baily opisał i rozpowszechnił wiedzę o zjawisku, nazwanym później na jego cześć perłami Baily’ego. Perły to dobre określenie na urzekający łańcuch jasnych punktów, który powstaje, gdy nierówny brzeg Księżyca, spotyka oślepiająco jasną krawędź tarczy Słońca.
Efekt ten jest widoczny tylko przez kilka sekund podczas obserwacji z centrum pasa lub przez jedną, dwie minuty w pobliżu jego granicy. Baily obserwował to zaćmienie z miejscowości Jedburgh w Szkocji, położonej bardzo blisko linii zaćmienia centralnego, czyli nie były to najkorzystniejsze warunki.
Zaćmienie było też widoczne z Danii, Prus Wschodnich oraz Rosji. Wyjątkowo korzystne warunki do obserwacji rzędu pereł były w Królewcu, który znalazł się dokładnie na granicy pasa zaćmienia. W królewieckim obserwatorium zjawisko obserwował Friedrich Wilhelm Bessel. Miał do dyspozycji heliometr o aperturze 16 cm, jeden z najdokładniejszych instrumentów tamtych czasów. Był to refraktor o specjalnie zmodyfikowanym obiektywie, który umożliwiał precyzyjne pomiary odległości kątowych w polu widzenia. Dość wspomnieć, że to właśnie ten instrument od 1838 roku, służył Besselowi do pomiarów, które zakończyły się pierwszym w historii wyznaczeniem paralaksy gwiazdy. Pisałem o tym, przy okazji tematu spadających gwiazd, obserwowanych w tym samym czasie nad Braniewem.
Bessel w swojej pracy na temat zaćmienia przyznaje, że nie był w stanie na podstawie obliczeń, nawet w oparciu o najdokładniejsze mapy Księżyca i efemerydy zaćmienia, stwierdzić, czy w Królewcu będzie mógł zobaczyć pełny pierścień, czy jednak obserwatorium znajdzie się poza pasem zaćmienia. Ostatecznie, jego zdaniem zrealizował się drugi scenariusz, chociaż pewne przesłanki kazały mu sądzić, że w południowych dzielnicach miasta pierścień się domknął na krótką chwilę. Były to okoliczności tak szczególne, a rezultaty tak nietypowe, że wymagały potwierdzenia wynikami z Braniewa. Stąd Bessel poświęca w swojej pracy na temat zaćmienia dużo miejsca wynikom obserwacji z Wieży Kleszej, przesłanym mu przez Feldta, wraz z jego uwagami.
Razem z Feldtem obserwował insp. Becker, nauczyciel ze szkoły żeglugi morskiej w Pilawie. Mieli do dyspozycji dwie takie same, nieduże lunety Fraunhofera o ogniskowych niewiele ponad jeden metr. Z Królewca został im wypożyczony cenny sekstant fimy Pistor & Schiek oraz chronometr Kessela. Maksymalna faza zaćmienia miała miejsce po godzinie 16, więc Słońce było dosyć nisko nad zachodnim horyzontem. Lokalizację miejsca obserwacji podał Bessel, orientując go względem monumentalnej, 63-metrowej wieży kościoła św. Katarzyny. Możemy ją podziwiać także dzisiaj, w zewnętrznym obrysie, tak jak została pomyślana jeszcze w średniowieczu.
Niedługo po zaćmieniu, w latach 1855–1859, została przebudowana w stylu neogotyckim. W wyniku działań z 1945 roku stała się kompletną ruiną. Odbudowana 40 lat temu, znów góruje nad okolicą, tak jak w roku zaćmienia. W 1836 roku obserwacje miały się odbywać 1”72 na wschód i 15″0 na północ od wieży kościoła, czyli z Wieży Kleszej sąsiedniego Liceum Hosianum. Następnie Bessel podaje dokładne współrzędne wieży kościoła, korzystając z pomiarów, wykonanych 3 lata wcześniej podczas opracowywania łańcuchów geodezyjnych. Z mojego poprzedniego artykułu wiemy, że korzystał też z pomiarów położenia wież kościoła św. Antoniego, a ich celem było stworzenie światowej sieci geodezyjnej.
Ostatecznie podaje współrzędne obserwatorium w Wieży Kleszej jako 54:22:54,29 na północ i 1 h 9’58”16 na wschód od południka paryskiego. Słońce było bardzo nisko pod koniec zaćmienia (14 stopni nad zachodnim horyzontem), więc obserwacje z wysokiej wieży były wskazane, o ile Słońce było w zasięgu lunet, a na to pozwalały szerokie okna, wykute ledwie dwa lata wcześniej.
15 maja 1836 roku pogoda była dobra, obserwacje przebiegały bez przeszkód. Jedyną niespodzianką było to, co uczeni zobaczyli w okularach swoich teleskopów. Celem obserwacji było wyznaczenie momentów czterech kontaktów zjawiska, czyli początku zaćmienia częściowego (I), początku (II) i końca (III) fazy pierścienia oraz końca zaćmienia częściowego (IV). Już po wszystkim, Bessel porównał wyznaczenie momentów pierwszego i ostatniego kontaktu ze swoimi obserwacjami i pochwalił wiedzę i doświadczenie obserwatorów z Braniewa.
Natomiast drugi i trzeci kontakt to była katastrofa, nic do siebie nie pasowało. Wtedy spojrzał na wyniki swojego syna Wilhelma, który tak jak on, obserwował z Królewca, ale małą lunetką i zdał sobie sprawę, że wynika to z różnic w zasięgu instrumentów. Nie miałoby to takiego znaczenia, gdyby nie bogactwo szczegółów, które kompletnie zaskoczyło obserwatorów. Oczekiwali oni dwóch ostrych rogów, wyciętych ze słonecznej tarczy, które niechybnie złączyłyby się ze sobą (II kontakt) lub rozłączyły (III kontakt) w całkiem przewidywalny sposób.
W liście, który Bessel cytuje w swojej pracy, Feldt pisze o świetle słonecznym, przelewającym się wzdłuż nieregularnej krawędzi Księżyca, które nagle się połączyło z dwóch kierunków. Jest to oczywiście opis drugiego kontaktu, który w tym przypadku byłoby grzechem podsumować tylko jedną liczbą. Miejsce trzeciego kontaktu Feldt opisuje tak: „Tam, gdzie pierwsze księżycowe szczyty górskie, wystające ponad jego krawędź, zdawały się dotykać krawędzi Słońca”. Jest to dokładnie taki sam opis, jaki przeczytamy u Baily’ego.
Dlaczego więc mówimy „perły Baily’ego” na to piękne zjawisko, a nie na przykład „perły Feldta”? Pewnie miało na to wpływ to, że Baily był w 1836 roku prezydentem Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego z siedzibą w Londynie, wybranym właśnie na trzecią kadencję z rzędu, a Feldt rektorem prowincjonalnego Liceum Hosianum w Braniewie, które dopiero od dwóch lat cieszyło się własnym obserwatorium.
Dr Ernest Świerczyński
od redakcji: Najbliższe zaćmienie obrączkowe w Polsce będzie miało miejsce 13 lipca 2075 r. na południu kraju, w Gdańsku widoczne jako głębokie częściowe.
