Olimpiada Astronomiczna przebiega w trzech etapach.
Zadania zawodów I stopnia są rozwiązywane w warunkach pracy domowej.
Zadania zawodów II i III stopnia mają charakter pracy samodzielnej.
Zawody finałowe odbywają się w Planetarium Śląskim.
Tematyka olimpiady wiąże ze sobą astronomię, fizykę i astronomiczne aspekty geografii.
Organizatorem konkursu astronomicznego jest Fundacja dla Uniwersytetu Jagiellońskiego a patronat nad akcją sprawuje Obserwatorium Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika będące instytutem Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zobacz szczegóły »
Wiele zjawisk w kosmosie przyciąga naszą uwagę. Jedne bardziej drugie mniej stają się dla nas ważnymi wydarzeniami w życiu, ale właśnie komety w życiu niejednego astronoma i pasjonaty zmieniły wiele lub nawet wszystko. Sam Kepler został tak oczarowany pięknem komety, że być może to właśnie one przyczyniły się do tego czym zajmował sie przez swoją całą resztę życia. Wspomnijmy tylko tyle, że jako jeden z pierwszych astronomów wskazał właśnie kosmos jako miejsce gdzie komety się znajdują. W tym czasie uważano je za zjawiska atmosferyczne, wyziewy ziemskie itp.
Czy w takim razie są? Tym właśnie zajęliśmy się na naszym ostatnim w tym roku spotkaniu. Odpowiedź przez wiele lat nawet tych nam bardziej współczesnych nie była taka oczywista. W dużej części wiedza o naturze komet opierała się na domysłach potwierdzonych jedynie doświadczeniami prowadzonymi w warunkach ziemskich. Udało się tym samym całkiem wiarygodnie odtworzyć materię kometarną, ale cały czas pozostawał margines niepewności. Ten stan doprowadził do wysłania na spotkanie komety Halleya sond kosmicznych.
Potwierdziła się teza o naturze materii komet. To bryły lodu, a dokładniej konglomeraty brył lodowych i to do tego bardzo brudne. Nasze przyzwyczajeni do lodu wiąże się klarownością i czystością tego stany fizycznego wody, ale natura bywa bardziej przewrotna. Za to dostajemy możliwość kontaktu z najstarszą materią kosmiczną pochodzącą z okresu tworzenia się naszego układu planetarnego. Nabraliśmy rzetelniejszego pojęcia na wiele parametrów tych ciał kosmicznych. Wielkość jądra i charakter wypływu materii z niego pozwolił na zrozumienie i potwierdzenie wcześniejszych całkiem poprawnych modeli komet.
Wysoka temperatura panująca w okolicach słońca powoduje sublimację lodu i tworzenie się z niego komy, czyli głowy komety oraz ogona pyłowego i jonowego. To właśnie one powodują, że kometę zaczynamy widzieć wyraźnie a czasami nawet okiem nieuzbrojonym. Wielkość tych dodatków do lodowatego jądra bywa różna ale rekordziści osiągali rozmiary większe od Słońca – kometa napoleońska z 1811 roku miał głowę o rozmiarach aż 1 900 000km a kometa Holmesa z 1892 roku miła 3 miliony kilometrów czyli dwa razy większa od Słońca. Przeciętne rozmiary głowy to 50 tys. km.
Rozmiar komety zmienia się wraz z jej podróżą dokoła Słońca. Głowa rośnie w miarę zbliżania się do naszej gwiazdy. W odległości 10 jednostek od słońca jest jedynie minus 190 stopni Celsjusza ale już w odległości 1j.a. kometa osiąga plus 4 stopnie by przy 0,6j.a osiągnąć 91 stopni a przy 0,005j.a. nawet 5340 stopni – sporo. To dzięki niej wygląd komety zmienia się i po przejścia przez punkt przysłoneczny kometa najczęściej robi się znacznie okazalsza. Nie jest to jednak reguła.
Komety to najbardziej nieprzewidywalne ciała w kosmosie –chyba. Potrafią zaskoczyć nawet najbardziej doświadczonego badacza tych ciał. Przy kometach nigdy nic nie widomo. Niektóre komety potrafią nagle wybuchnąć swoją jasnością by w chwilę potem rozpaść się na kawałki i np. w ten sposób zmienić ich widoczność. Tym bardziej warto je systematycznie obserwować a wyniki skrupulatnie gromadzić.
Ogony komet tez potrafią być okazałe i niekiedy bardzo dziwne. Obserwowano całe pióropusze komet jak u tej odkrytej przez Klinkenberga w 1743 roku. Niekiedy ogony kometarne przecinały całe niebo nad głowami mieszkańców Ziemi – kometa Halleya z 1910 roku miała 150 stopni kątowych. W rzeczywistości jego długość wynosiła tylko 20 milionów kilometrów. Inni rekordziści jak kometa z 1691 roku – 70 milionów km, Kometa Donatiego – 90 mln km, z roku 1680 aż 240 mln km. Nie są to jednak duże ilości materii, bo dochodzą jedynie do 200kg masy. Taka ilość dałoby się załadować do samochodu osobowego.
Ogon pyłowy zawsze skierowany jest od Słońca. Na niebie wygląda jak snop latarki. Rekordzistka dostrzeżona 28 lutego 1843 roku miała warkocz o długości 65 stopni co po uwzględnieniu jej odległości od nas okazało się że wynosi on 320 mln. Km. Przeszła ona 130 km nad powierzchnią fotosfery Słońca a jej ogon przecinał aż orbitę Marsa.
Inne rekordzistki biły rekordy prędkości. W 1843 roku kometa przeszła z prędkością 550 km/s i w ciągu zaledwie dwóch godzin pokonał odległość na orbicie równą 180 stopni kątowych – przeszła z jednej strony Słońca na drugą. Jej ogon musiałby poruszać się z prędkością 220 tys. km a to już jest niemożliwe. Dzięki tej komecie odkryto naturę ogonów kometarnych – ogon jest zwrócony od Słońca dlatego, że światło wywiera nań ciśnienie. Nowa materia wylatująca z głowy komety tworzy na jej szlaku ogon stale wypełniany nową materią.
Skąd te ciała mogą pochodzić? Z obecnych badań i wcześniejszych obliczę wynika, że pochodzą z jednego z dwóch obszarów Pasa Kuipera i Obłoku Oorta. Jak okazało się, po obliczeniach orbit komet, niektóre komety są kometami okresowo powracającymi w rejony Słońca. Są tez i takie które przychodzą do nas jeden jedyny raz. Kometa Delavena z roku 1913 powraca w okolice Słońca raz na 25 milionów lat – poprzednio była w neogenie (epoka trzeciorzędu). Inne znacznie bliżej poruszające się komety poruszają się w grupach wielkich planet. Są i takie, które możemy stale obserwować przez cały okres ich Podrazy po swojej orbicie _ kometa Enckego 3,3 lata. Najsłynniejsza kometa Halleya ma okres średni wynoszący 76,03 roku.
Kometa Halley to przykład komety odkrywanej wiele razy. Astronomowie obserwowali ją przez kilka kolejnych przejść przez peryhelium, ale dopiero właśnie Edmund Halley odkrył, że to kometa okresowa i widziana była przez wiele kolejnych swoich przejść w pobliże słońca. Wyliczył jej orbitę i dlatego nosi jego nazwisko. Jak się potem okazało znana ona była przez niejedną wcześniejszą cywilizację. Dowodzą tego ryciny i zapiski skalne. Jednak okres jej powrotów nie był stały. Zmienia się w zakresie od 74 lat do 79 lat. Wynika to z zaburzeń od innych planet w naszym Układzie Słonecznym. Ten nieco zmienny okres powrotów w okolice gwiazdy powoduje, że zidentyfikowanie kolejnych powrotów komety nie jest tylko prosta matematyką, ale wymaga uzyskania potwierdzeń z innych źródeł historycznych. Tak o to badanie komet z przez teleskopu przechodzi niekiedy do zacisza ciepłych kątów biblioteki.
Komety są też źródłem innego wspaniałego zjawiska – meteorów. Wyrzucona z ich jądra materiał rozciąga się na całej drodze komety wokół Słońca. Gdy ziemia przetnie taki szlak w przestrzeni na naszym niebie ukazują się wspaniałe zjawiska atmosferyczne pod nazwą meteorów – dreszczów meteorowych. To widowiskowe zjawiska jest wywołane wpadającymi w wysokie warstwy atmosfery drobinkami materii również kometarnej. Małe na około 1 mm meteoroidy hamują trąc o atmosferę Ziemi i zaczynają świecić. Największe rzędu kilku centymetrów tworzą najbardziej widowiskowe meteory – bolidy. Największe z nich na wysokości 20km wyhamują na tyle że przestają świecić i spadają na ziemią tworząc kratery. Najsłynniejszy z nich krater w Arizonie, Kanion Diablo, ma średnicę 1295m i głębokość 174 m. nie jest to jednak największy krater. Popigai w Rosji ma średnicę 100 tys. m. i głębokość 500m. Lista jest długa. Mamy też polskie meteoryty. Pod Poznaniem spadł meteoryt Morasko. Największy krater o średnicy 100m i głębokości 13m jest jednym z 8 które możemy dzisiaj podziwiać zwiedzając ten teren. Pod Zieloną Góra również spadł kamień z nieba – w Wilkanowie, a koza znajduje się w Muzeum w Berlinie. W samym Wilkanowie możemy dzisiaj zobaczyć kamień upamiętniający to zdarzenie. Z tej też okazji powstała wieża Braniborska w Z.G., która teraz jest Obserwatorium Astronomicznym.
Obserwacja rojów jest wspaniałym przeżyciem. Ale aby skutecznie polować na bolidy organizuje się automatycznie stacje bolidowi. Monitorują one nieustanie niebo w każda pogodną noc filmując te zjawiska i pozwalając badać je dokładniej. Taka stacja jest zamontowana na Obserwatorium w Zielonej Górze.
Czy komety są niebezpieczne? W samej swojej naturze nie, choć przypisywano im straszne właściwości. Dopiero gdy zderzą się z naszym globem mogą stanowić realne zagrożenie. Za takie zjawisko posądzany jest meteoryt Tunguski z 1908r. czy jednak było to jądro komety, tego nie dowiemy się już chyba nigdy. Ówczesne czasy były bardzo niesprzyjające badaniom naukowym w tak niedostępnych terenach. Tajga na tych terenach nie dorosła do dziś. Ale brak śladów materii kometarnej podważa tą teorię. Możliwe że była to nawet czarna dziura.