home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / pc / text / spacedig / v10_3 / v10_307.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-07-08  |  34KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from beak.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/kZSq2KG00VcJE8rU4a>;
  5.           Tue,  5 Dec 89 01:30:46 -0500 (EST)
  6. Message-ID: <EZSq21600VcJA8pk5k@andrew.cmu.edu>
  7. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  8. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  9. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  10. Date: Tue,  5 Dec 89 01:30:25 -0500 (EST)
  11. Subject: SPACE Digest V10 #307
  12.  
  13. SPACE Digest                                     Volume 10 : Issue 307
  14.  
  15. Today's Topics:
  16.          Electronic Journal of the ASA, Vol. I, No. V
  17. ----------------------------------------------------------------------
  18.  
  19. Date: 4 Dec 89 15:18:02 GMT
  20. From: cica!ctrsol!emory!eedsp!chara!don@tut.cis.ohio-state.edu  (Donald J. Barry)
  21. Subject: Electronic Journal of the ASA, Vol. I, No. V
  22.  
  23.  
  24.                          THE ELECTRONIC JOURNAL OF 
  25.                  THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC
  26.  
  27.                     Volume 1, Number 5 - December 1989
  28.          
  29.                        ###########################        
  30.     
  31.                             TABLE OF CONTENTS
  32.  
  33.                        ###########################
  34.  
  35.          * ASA Membership Information
  36.  
  37.          * How True is Our Astronomical Knowledge?  The Case of the Planets
  38.  
  39.               - William G. Bagnuolo, Jr.
  40.  
  41.          * Orion: Winter's Mighty Hunter - Michael S. Wiggs
  42.  
  43.          * Observing the Wreaths of Winter - Don Barry
  44.  
  45.                        ###########################
  46.  
  47.                        ASA MEMBERSHIP INFORMATION
  48.  
  49.          The Electronic Journal of the Astronomical Society of the Atlantic 
  50.     is published monthly by the Astronomical Society of the Atlantic, Inc.
  51.     The ASA is a non-profit organization dedicated to the advancement of 
  52.     amateur and professional astronomy and space exploration, and to the
  53.     social and educational needs of its members.
  54.  
  55.          Membership application is open to all with an interest in 
  56.     astronomy and space exploration.  Members receive the ASA Journal 
  57.     (hardcopy sent through U.S. Mail), the Astronomical League's REFLECTOR 
  58.     magazine, and may additionally purchase discount subscriptions to 
  59.     SKY & TELESCOPE, ASTRONOMY, DEEP SKY, and TELESCOPE MAKING magazines.  
  60.     For information on membership, contact the Society at:
  61.        Astronomical Society of the Atlantic
  62.        c/o Center for High Angular Resolution Astronomy
  63.        Georgia State University
  64.        Atlanta, GA  30303  U.S.A.
  65.        asa%chara@gatech.edu
  66.     or call the Society recording at (404) 264-0451
  67.     
  68.  
  69.          ASA Officers and Council -            
  70.  
  71.          President - Don Barry
  72.          Vice President - Bill Bagnuolo
  73.          Secretary - Scott Mize
  74.          Treasurer - Alan Fleming
  75.          Board of Advisors - Bill Hartkopf, David Dundee, Anita Kern
  76.  
  77.          EJASA Editor - Larry Klaes
  78.          Observatory Co-Chair - Michael Wiggs, Max Mirot
  79.          Observing Coordinator - Eric Greene
  80.          Georgia Star Party Chairman - Patti Provost
  81.          Advertising Committee - Paul Pirillo
  82.          Community Coordinator - Becky Long
  83.          Regional Planetary Society Coordinator - Jim Bitsko
  84.          Society Librarians - Julian Crusselle, Toni Douglas
  85.  
  86.          Telephone the Society Info Line at (404) 264-0451 for the
  87.     latest ASA News and Events.
  88.  
  89.          ARTICLE SUBMISSIONS - 
  90.  
  91.          Article submissions on astronomy and space exploration to 
  92.     the EJASA are most welcome.  Please send your on-line articles to 
  93.     Larry Klaes, EJASA Editor, at the following net addresses:  
  94.     klaes@wrksys.dec.com, or ...!decwrl!wrksys.dec.com!klaes,
  95.     or klaes%wrksys.dec@decwrl.dec.com, or klaes@wrksys.enet.dec.com,
  96.     or klaes%wrksys.enet.dec.com@uunet.uu.net
  97.  
  98.          If you cannot send your articles to Larry, please submit them
  99.     to Don Barry, ASA President, at the following net addresses:
  100.     don%chara@gatech.edu, or chara!don@gatech.edu, or don@chara.UUCP 
  101.  
  102.          You may also use the above net addresses for EJASA backissue
  103.     requests and ASA membership information. 
  104.  
  105.          Please be certain to include either a net or U.S. Mail address 
  106.     where you can be reached, a phone number, and a brief biographical
  107.     sketch.
  108.      
  109.          DISCLAIMER - 
  110.  
  111.          Submissions are welcome for consideration.  Articles submitted,
  112.     unless otherwise stated, become the property of the Astronomical
  113.     Society of the Atlantic, and although they will not be used for profit, 
  114.     are subject to editing, abridgment, and other changes.  Copying or 
  115.     reprinting of the EJASA, in part or in whole, is encouraged, provided 
  116.     clear attribution is made to the Astronomical Society of the Atlantic, 
  117.     the Electronic Journal, and the author(s).  This Journal is Copyright 
  118.     (c) 1989 by the Astronomical Society of the Atlantic. 
  119.     
  120.  
  121.  
  122.                     HOW TRUE IS OUR ASTRONOMICAL KNOWLEDGE?
  123.                             THE CASE OF THE PLANETS
  124.  
  125.                            by William G. Bagnuolo, Jr.
  126.  
  127.         As Will Rogers would say, it isn't what we don't know that's a
  128.     problem, it's what we know for sure that ain't so.  How "sure" is our
  129.     current astronomical knowledge?  Could firmly held beliefs by most
  130.     astronomers be completely mistaken?  Sometimes it is instructive to
  131.     look at the past record.  Patrick Moore's book, GUIDE TO THE PLANETS
  132.     shows the state of "conventional wisdom" about our solar system in the
  133.     year 1960.  Now, nearly thirty years later, we can see how many of
  134.     those "facts" turned out to be true. 
  135.  
  136.         It should be kept in mind that whereas by the last year of the 
  137.     1980s we had sent probes to all of the known planets - except Pluto -
  138.     and two comets, in 1960 only a few Soviet probes had studied Earth's 
  139.     Moon and three probes had been placed in orbit around the Sun, two
  140.     of which had lost power only days from Earth.  Successful preliminary 
  141.     space missions to the other planets were two years in the future.
  142.  
  143.         Table 1 below lists some of the properties of the planets as known 
  144.     in 1960 and 1989.  Some properties, notably the distances, have not
  145.     "changed" significantly.  Distances are known from Kepler's Third Law
  146.     and the planets' periods.  Other properties, such as detailed surface
  147.     features, were completely unknown in 1960, so that no comparison can
  148.     be made.  The following is therefore mainly a summary of what we
  149.     "knew" to be true in 1960 that "ain't so." 
  150.  
  151.         Mercury - 
  152.  
  153.         Books like Moore's had vivid descriptions of Mercury as both the
  154.     hottest and coldest planet, because it turned one face perpetually
  155.     toward the Sun, like the Moon towards Earth.  None of this is true! 
  156.     In 1965 in was discovered that Mercury turned out to have a rotation
  157.     period two-thirds as long as its revolution period, and thus each
  158.     hemisphere is exposed to the Sun.  It is not quite as hot as Venus or
  159.     as cold as the three outermost planets - Uranus, Neptune, and Pluto.
  160.     The surface features confidently mapped by 1960 were found to be
  161.     mostly spurious, although a few feature names are adopted for modern
  162.     maps made from 1974 and 1975 images of the planet by the United States
  163.     MARINER 10 spacecraft. 
  164.  
  165.         Because Mercury has no moon, its mass could only be measured by
  166.     its perturbations on other planets in pre-MARINER days.  Somewhat
  167.     surprisingly, it was found that Mercury is fifty percent more massive
  168.     than previously thought and has a large iron core. 
  169.  
  170.         Venus - 
  171.  
  172.         This cloud-shrouded planet looks as bland through the telescope as
  173.     a white tennis ball; therefore, even though it is the closest planet
  174.     to Earth - coming within 42 million kilometers (26 million miles) in
  175.     its orbit around the Sun - little was known about it in 1960.  The 1960
  176.     rotation period was completely wrong.  The surface temperatures were
  177.     grossly under-estimated.  The high temperatures found on Venus are due
  178.     to a "runaway Greenhouse Effect" under its very dense atmosphere (one
  179.     hundred times Earth's surface pressure).  On the other hand, the basic
  180.     mass, size, and density of this planet were well known by 1960.  The
  181.     surface features that have been radar-mapped from Earth and the U.S. 
  182.     PIONEER Venus Orbiter (PIONEER 12) and the Soviet VENERA 15 and 16
  183.     spacecraft were of course unknown in 1960. 
  184.  
  185.         Mars - 
  186.  
  187.         Mars is the one planet whose surface features were fairly well
  188.     known by 1960.  The rotation period was consequently very well known. 
  189.     Unfortunately, it turned out that there is not much correspondence
  190.     between these surface (albedo) features and the physical surface
  191.     features.  The largest surface relief features, such as the huge Valle
  192.     Marineris canyon and the Olympus Mons volcano were unknown in 1960,
  193.     although the latter was observed as a white spot and named Nix
  194.     Olympia.  It was also generally accepted in 1960 that the "wave of
  195.     darkening" seen on Mars' surface with the melting of the polar icecaps 
  196.     was due to some primitive form of life, such as lichens.  Unfortunately,
  197.     the darkening is from winds blowing away lighter colored dust from a
  198.     darker underlying and not due to life.  That there are "canals" on
  199.     Mars was not generally accepted by 1960, but it did turn out
  200.     paradoxically to have ancient dry "riverbeds". 
  201.  
  202.         Jupiter - 
  203.  
  204.         The diameter, rotation period, mass, density, and diameter of the
  205.     largest planet were well known by 1960.  It was also accepted that the
  206.     Great Red Spot was a hurricane-like atmospheric feature.  The
  207.     temperatures of the cloud tops was also about right.  What is known
  208.     currently about Jupiter thus comes mainly from addition, rather than
  209.     subtraction (of false knowledge), through the PIONEER and VOYAGER
  210.     probe missions of the 1970s.  Some of the new facts about Jupiter are
  211.     its thin ring, powerful magnetosphere, and an increase in the number
  212.     of known moons from twelve to sixteen.  The facts about the moons -
  213.     each a world it itself - were new and almost completely unexpected,
  214.     from the volcanoes of Io to the icy slush of Europa. 
  215.  
  216.         Saturn - 
  217.  
  218.         The diameter and mass of Saturn were known thirty years ago.  The
  219.     rotation period has "increased" from about 10.25 to 10.7 Earth hours;
  220.     it was hard to discern spots on Saturn with a telescope.  Titan is
  221.     about ten percent smaller in diameter than previously thought, and
  222.     has a dense atmosphere composed more of nitrogen than methane.  The
  223.     detailed structure of the rings and moons and the increase in the
  224.     known moons from nine to seventeen are post-1960 contributions to
  225.     our knowledge through PIONEER and VOYAGER.  There were hints from
  226.     telescopic observation of various gaps in the rings and other moons
  227.     that are now known to exist. 
  228.  
  229.         Uranus - 
  230.  
  231.         The outer planets can barely be resolved through most telescopes,
  232.     so that it is not surprising that not much was known about them in
  233.     1960.  The mass and diameter of Uranus were both found to be slightly
  234.     smaller than estimated then when VOYAGER 2 flew by the planet in
  235.     January of 1986.  The surface features glimpsed with telescopes turned
  236.     out to be spurious, thus it is not surprising that the rotation period
  237.     was inaccurately known in 1960.  The experience with Mercury and
  238.     Uranus teaches us to be conservative about what we can actually see. 
  239.     For example, the spiral arms of the galaxy Messier 51 (M51) can be
  240.     "seen" with a 30-centimeter (12-inch) telescope, but they were first
  241.     recognized only with the Earl of Rosse's 180-centimeter (72-inch)
  242.     reflector. 
  243.  
  244.         The largest diameter of Uranus' moons is about thirty-five percent
  245.     smaller than thought in 1960.  On the other hand, we now know three
  246.     times as many moons!  The dark rings of Uranus, discovered in 1977 
  247.     from Earth, were unexpected as well. 
  248.  
  249.         Neptune - 
  250.  
  251.         The biggest increment of knowledge about this planet will come when
  252.     all of the recent VOYAGER 2 data is digested.  The rotation period of
  253.     the planet was surprisingly well known in 1960 (a lucky guess or
  254.     excellent spectroscopic radial velocities?).  The diameter of Neptune's 
  255.     largest moon, Triton, is not much more than half of what we thought we 
  256.     knew.  Unfortunately, the moon also turns out to be too cold for the 
  257.     methane seas that some thought could have evolved a different form of 
  258.     life.  The diameter of the planet itself is about ten percent less 
  259.     than that estimated in 1960 - not bad considering that you can barely 
  260.     resolve the planet's two-arcsecond disk in most telescopes. 
  261.  
  262.         As might be expected from the discussion of the other gas giants,
  263.     Neptune has a ring system and six more moons. 
  264.  
  265.         Pluto - 
  266.  
  267.         This planet has been gradually "disappearing" since 1960:  Its
  268.     currently estimated diameter is only about forty-one percent of the
  269.     1960 value.  A popular theory then was that Pluto was really a much
  270.     larger planet - we were only seeing a specular reflection from its
  271.     surface, like from a ball bearing.  This would explain how Percival
  272.     Lowell was able to predict the planet's location from its
  273.     perturbations on Uranus and Neptune's solar orbits.  Pluto is now
  274.     estimated to have only about 0.2 percent the mass of Earth, and its
  275.     discovery near Lowell's position in 1930 was a lucky guess. 
  276.  
  277.         The discovery of Pluto's moon, Charon, was done in 1978 with
  278.     photography at the telescope and could have been done in 1960. 
  279.  
  280.         Conclusions - 
  281.  
  282.         1 - Observations near the limits, e.g., looking at surface
  283.     features of Mercury, are often completely wrong.  The diameters of
  284.     several moons in the outer solar system, such as Uranus' Titania
  285.     and Neptune's Triton, were greatly over-estimated. 
  286.  
  287.         2 - Data based on fundamental physical laws, such as the distances
  288.     to the planets, is very accurate and will not be revised much. 
  289.  
  290.         3 - Wishful thinking can influence results:  The life-on-Mars
  291.     theory of the "wave of darkening" and the picture of Venus as a warmer
  292.     Earth are examples. 
  293.  
  294.         4 - Some discoveries could have been made with 1960 techniques
  295.     much earlier than they were, such as the discovery of Pluto's moon
  296.     Charon.  Also, at least one of Neptune's newly discovered moons, 
  297.     tentatively designated 1989 N1, is larger than the previously known 
  298.     moon Nereid, discovered in 1949.
  299.  
  300.         5 - Expect the unexpected, particularly on a planet's moons!  Some
  301.     worlds like Jupiter's Io or Uranus' Miranda were unimaginable in 1960.
  302.    
  303.         TABLE 1 - Planetary Data, Then and Now
  304.    
  305.          PARAMETERS        1960          1989
  306.    
  307.          Mercury
  308.  
  309.         Diameter           4,985 km      4,878 km
  310.         Rot. Period        88 d          58.6 d
  311.         Mass/Me            0.04          0.06
  312.         Density            3.8           5.4
  313.         Temp (max)         410 C         427 C
  314.         Moons              0             0
  315.  
  316.          Venus
  317.  
  318.         Diameter           12,383 km     12,104 km
  319.         Rot. Period        30? d         243.0 d
  320.         Mass/Me            0.83          0.82
  321.         Density            5.2           5.2
  322.         Temp (max)         60 C          450 C
  323.         Moons              0             0
  324.         Atmosphere         mostly CO2    97% CO2 (very dense)
  325.    
  326.          Mars
  327.  
  328.         Diameter           6,755 km      6,796 km
  329.         Rot. Period        24.62 hr      24.62 hr
  330.         Mass/Me            0.11          0.11
  331.         Density            4.0           3.9
  332.         Temp (max)         29 C          20 C
  333.         Moons              2             2
  334.         Largest Moon 
  335.          Diam (Phobos)     16 km         24 km
  336.         Atmosphere         mostly CO2    95% CO2
  337.    
  338.          Jupiter
  339.  
  340.         Diameter           142,650 km    142,796 km
  341.         Rot. Period        9.85 hr       9.9 hr
  342.         Mass/Me            318           317.89
  343.         Density            1.3           1.3
  344.         Temp (max)         144 K         200 K
  345.         Moons              12            16
  346.         Largest Moon 
  347.          Diam (Ganymede)   5,178 km      5,262 km
  348.    
  349.          Saturn
  350.  
  351.         Diameter           120,778 km    120,660 km
  352.         Rot. Period        10.25 hr      10.7 hr
  353.         Mass/Me            95            95.15
  354.         Density            0.7           0.7
  355.         Temp (max)         122 K         143 K
  356.         Moons              9             17
  357.         Largest Moon 
  358.          Diam (Titan)      5,630 km      5,150 km
  359.    
  360.          Uranus
  361.  
  362.         Diameter           51,460 km     50,800 km
  363.         Rot. Period        10.8 hr       17.3 hr
  364.         Mass/Me            15            14.54
  365.         Temp (max)         83 K          63 K
  366.         Moons              5             15
  367.         Largest Moon 
  368.          Diam (Titania)    2,410 km      1,590 km
  369.    
  370.          Neptune
  371.  
  372.         Diameter           44,390 km     48,600 km
  373.         Rot. Period        15.67 hr      16.05 hr
  374.         Mass/Me            17            17.23
  375.         Density            2.2           1.7
  376.         Temp (max)         55 K          55 K
  377.         Moons              2             8
  378.         Largest Moon 
  379.          Diam (Triton)     5,300 km      2,900 km
  380.    
  381.          Pluto
  382.  
  383.         Diameter           5,790 km      2,400 km
  384.         Rot. Period        6.4 d         6.4 d
  385.         Mass/Me            ?             0.2
  386.         Density            ?             0.9
  387.         Temp (max)         33 K          35 K
  388.         Moons              0             1
  389.         Largest Moon 
  390.          Diam (Charon)     none          1,200 km
  391.    
  392.         About the Author - 
  393.    
  394.         Bill Bagnuolo, Ph.D. Astronomy 1976, Caltech, is the Society's
  395.     Vice President and Program Chairman.  An active amateur, Bill learned
  396.     the craft of telescope mirror-making at Chicago's Adler Planetarium,
  397.     with his chief accomplishment the 1/20 wave 31.25-centimeter
  398.     (12.5-inch) mirror whose telescope is featured at most ASA observing
  399.     events.  Bill's professional interests include interferometry,
  400.     galactic evolution, spectroscopy, and theoretical-optical techniques. 
  401.   
  402.  
  403.  
  404.                        ORION: WINTER'S MIGHTY HUNTER
  405.  
  406.                             by Michael S. Wiggs
  407.  
  408.         The mighty Orion has, in virtually all ancient cultures, been
  409.     associated with national heroes, demi-gods, or renowned warriors.  The
  410.     name Orion probably comes from the Greek word for warrior.  According
  411.     to one account, Orion was known to the Greeks as an immensely skilled
  412.     hunter and was also a son of Neptune, god of the seas.  He came to 
  413.     love Diana, sister of Apollo.  Our hero, Orion, was mistakenly killed 
  414.     by Diana who was provoked by her overprotective brother.  The gods 
  415.     honored the great hunter by placing him in the sky. 
  416.  
  417.         And they did a magnificent job, for Orion boasts many very bright
  418.     stars and is thus one of the most easily recognizable of the Northern
  419.     Hemisphere constellations.  This celestial marvel is easily seen
  420.     immediately to the southeast at about 9 o'clock in early December, 8
  421.     o'clock later that month, and about 7 o'clock in early January (This
  422.     is because the stars rise four minutes earlier each day). 
  423.  
  424.         Going outside in the winter and looking directly southeast, the
  425.     first thing you may notice about fifty degrees above the horizon are
  426.     three stars close to each other arranged in a line.  This is the belt
  427.     of Orion.  It is interesting to note that the belt happens to lie
  428.     roughly on the celestial equator (The celestial is simply Earth's
  429.     equator projected onto the sky). 
  430.  
  431.         From the belt, sometimes known as the Three Kings or the Three
  432.     Marys, one can easily find the other bright stars defining Orion's
  433.     shape.  Slightly north (up) and east (left) of the belt one finds the
  434.     brilliant Betelgeuse, a red supergiant star which is about six hundred
  435.     times larger than our Sun.  If Betelgeuse were placed where our Sun is
  436.     in the solar system, Earth's orbit would actually be inside the star!
  437.     Betelgeuse's red color is quite evident to the naked eye.  A bit to
  438.     the west (right) of Betelgeuse is Bellatrix, which marks the left
  439.     shoulder of Orion, whereas Betelgeuse marks the right. 
  440.  
  441.         Now looking slightly south and west of the belt, one can see the
  442.     left leg of the Hunter, the star Rigel.  Rigel is a blue supergiant
  443.     star which is a little brighter than Betelgeuse.  Rigel is a brilliant
  444.     white star about nine hundred light years from Earth and shines about
  445.     fifty thousand times brighter than our Sun. 
  446.  
  447.         Next we move a bit to the east of Rigel to find Saiph, the right
  448.     knee of Orion.  Saiph is about the same brightness as Bellatrix, and
  449.     is another of Orion's array of blue giant stars. 
  450.  
  451.         Our naked eye tour of Orion is not complete without mentioning the
  452.     sword.  Midway between the belt and a line connecting Rigel and Saiph
  453.     is a small line of three stars known as Orion's sword, which looks as
  454.     if it is hanging from Orion's belt.  The central star of the three in
  455.     the sword is not a star at all, but Messier 42 (M42), the famous Orion
  456.     Nebula.  Called a "smoking star" by American Indians, this nebula is a
  457.     vast complex of gas and dust where stars are being born (We will
  458.     return to the Orion Nebula shortly). 
  459.  
  460.         As for Orion's head, look just a little above a line joining
  461.     Betelgeuse and Bellatrix and you will see a little triangle of stars
  462.     similar in brightness to the ones in the sword.  One can see that
  463.     Orion's head is his least impressive feature. 
  464.  
  465.         Now that you are familiar with the naked eye splendors of Orion,
  466.     the time has come to grab those binoculars or a small telescope to
  467.     observe one of the most famous "deep-sky" objects in the heavens:  
  468.     M42, the Orion Nebula.  First observed telescopically in 1611 by 
  469.     Nicholas Peiresc, the Orion Nebula has captivated all who have seen 
  470.     it ever since.  Binoculars will reveal the central "star" in Orion's 
  471.     sword to be an extended, greenish glow with many faint stars peppered 
  472.     around it.  The view in binoculars will be quite similar to what 
  473.     Peiresc first saw in the early Seventeenth Century!  In any event, 
  474.     the Orion Nebula is a fascinating sight with any type of astronomical 
  475.     instrument. 
  476.  
  477.         Observers with medium to large telescopes would do well to try and
  478.     find NGC 2024 just east of and in the same field as the star Zeta, in
  479.     Orion's belt.  Also try for M78 above and east of the belt.  Both of
  480.     these are gaseous nebulae, similar to M42, but fainter.  If double
  481.     stars are your game, then take a peek at Rigel, which is a challenge
  482.     due to the brightness difference between the two stars.  Lambda Orionis
  483.     is a fine double for medium telescopes, with both stars appearing white. 
  484.  
  485.         Our friend Orion also holds other deep-sky objects of interest. 
  486.     NGC 2194, near the star Xi, in the northeast corner of the
  487.     constellation, is readily visible in 20-centimeter (8-inch) telescopes
  488.     or larger.  The same holds true for another open cluster near Xi, NGC
  489.     2169.  The brighter stars in this region, incidentally, represent
  490.     Orion's right arm wielding a club at the "charging" constellation of
  491.     Taurus the Bull. 
  492.  
  493.         An easy open star cluster for the small telescope is NGC 1981,
  494.     located just north of M42, the Orion Nebula.  This is a small,
  495.     scattered group of about ten stars. 
  496.  
  497.         Do you like to observe variable stars?  If so, you might be
  498.     interested in watching U Orionis' activity early in December.
  499.     U Orionis is a pulsating red giant star of the well-known Mira class 
  500.     of variables.  Varying by about seven magnitudes over a mean period 
  501.     of 372 days, U Orionis is now approaching maximum light, (i.e., when 
  502.     it appears brightest in the sky).  Predicted to reach its maximum of
  503.     about magnitude 6 on December 7, one can check this star daily by
  504.     comparing its brightness with nearby non-variables, and watch it
  505.     rapidly rise to maximum and then slowly fade after the seventh of the
  506.     month.  U Orionis is easy to find:  It lies near the star Chi-1 at the
  507.     tip of Orion's club.  It will be easily recognized due to its deep red
  508.     color.  See the November, 1989 issue of SKY & TELESCOPE magazine for
  509.     more details on U Orionis.
  510.  
  511.         Another object worth mentioning is the well known Horsehead
  512.     Nebula, located very near the star Zeta, in the belt.  This nebula is
  513.     seen in photographs in nearly all introductory astronomy textbooks,
  514.     and from time to time in basic science and astronomy magazines. 
  515.     Unfortunately for amateurs, this object is virtually impossible to
  516.     detect visually, requiring only the very darkest skies, large
  517.     telescopes, and low power eyepieces. 
  518.  
  519.         This concludes our tour of Orion, the Great Hunter in the sky. 
  520.     Now that you have a basic idea as to what he looks like in your mind,
  521.     go out and see the real thing!  Orion makes for a perfect way to
  522.     begin learning about the other constellations and celestial objects
  523.     of the winter skies.
  524.  
  525.         References and Suggested Readings - 
  526.  
  527.         Allen, Richard  H., STAR NAMES: THEIR LORE AND MEANING, Dover Books
  528.  
  529.         Burnham, Robert Jr., BURNHAM'S CELESTIAL HANDBOOK (3 volumes),  
  530.           Dover Books, 1978
  531.  
  532.         Menzel, Donald  H., and Jay M. Pasachoff, FIELD GUIDE TO THE STARS 
  533.           AND PLANETS, Houghton Mifflin Company, 1983
  534.  
  535.         About the Author - 
  536.    
  537.         Michael Wiggs, co-chair of the ASA Observatory Committee, is
  538.     pursuing advanced study in astronomy at Georgia State University.  An
  539.     active amateur, Mike is interested in telescope construction and
  540.     observing.  His professional interests include interacting hot binary
  541.     stars, stellar formation, and cosmology. 
  542.  
  543.  
  544.  
  545.                     OBSERVING THE WREATHS OF WINTER
  546.  
  547.                              by Don Barry
  548.  
  549.         During the crystal nights of autumn, observing becomes almost a
  550.     habit for the serious amateur.  Evening after evening, the skies open 
  551.     up with pristine transparency, and the white murk of summer is long 
  552.     gone.  Then December arrives, and soon gossamer cirrus clouds make the 
  553.     sky their loom, heralding the onrush of slate-gray winter skies. 
  554.  
  555.         At times like these, even the hardiest amateur astronomer can wish
  556.     himself a meteorologist.  But in denying views of the ultimate heavens,
  557.     the petulant atmosphere occasionally puts on a show of its own - and
  558.     what a wonderful consolation prize it can be. 
  559.  
  560.         Most people have seen the Sun ringed by a circle of light 22
  561.     degrees away.  Many have seen the same around the Moon.  "Sun dogs",
  562.     bright spots to the left and right of the Sun along the 22-degree
  563.     ring, are common enough to earn a nickname.  Rarer, but not as rare 
  564.     as one might think, however, are great ice crystal displays, where the
  565.     sky may be filled with bows, rings, and haloes, shifting as the Sun
  566.     and clouds change.  These unique displays are among the most awe-
  567.     inspiring sights of nature, and also among the easiest to observe.
  568.     Perhaps most important, though, is that the amateur can make a real
  569.     contribution to meteorology by recording or photographing these rare 
  570.     displays, as much remains to be discovered about them. 
  571.  
  572.         As mentioned above, the 22-degree ring is the most common feature
  573.     observable around the Sun.  It is produced when atmospheric conditions
  574.     are just right for the formation of crystals with a long, hexagonal,
  575.     pencil-like shape.  As these crystals fall in quiet, non-turbulent
  576.     air, they orient themselves horizontally, and light reflecting and
  577.     refracting through them gets preferentially thrown out at just the
  578.     right angle to make the ring. 
  579.  
  580.         The "Sun-dogs", or parhelia that often accompany the ring, are
  581.     manifestations of the same crystal type, but require the light to take
  582.     a different path enroute.  Due to the geometry involved, they are only
  583.     visible when the Sun is lower than about 45 degrees above the horizon.
  584.     But what a sight they make when they become very bright, and form a
  585.     faint rainbow tint from the prismatic effect of refraction at the
  586.     surface of the crystals! 
  587.  
  588.         Under just the right conditions, the parhelia become only a
  589.     starting point for a line of light that extends out horizontally from
  590.     the Sun ring, and which can encircle the entire horizon.  This wreath,
  591.     called the parhelic circle, also forms reflections inside ice crystals, 
  592.     but requires more perfect ice to allow the light to take a more 
  593.     complicated path when bouncing inside the crystal.  Like the parhelia, 
  594.     it can only form when the Sun is below 45 degrees from the horizon.  
  595.     Sometimes, a brighter spot on it will form opposite the Sun, at the 
  596.     same altitude, forming the so-called anthelic spot.  This may even be 
  597.     complete with its own anthelic parhelia, 22 degrees away on the 
  598.     parhelic circle. 
  599.  
  600.         The Sun may appear suspended on a pillar of fire, or it may be
  601.     capped by a spire.  These phenomena, caused by flat crystals
  602.     descending like Frisbees, result from light reflecting squarely off
  603.     the tops or bottoms of their surface like little mirrors between the
  604.     Sun and the observer. 
  605.  
  606.         At the top of the 22-degree ring, other arcs may appear, including
  607.     the common upper contact arc, or the rare Parry arc.  Depending on the
  608.     altitude of the Sun, either may appear as an upward-facing parabola or
  609.     as a gull's-wings touching the tip of the ring.  Surrounding this may
  610.     be the rare 46-degree ring, again circling the Sun.  Higher still, and
  611.     exceptionally rare, are the circumzenithal ring, and descending from
  612.     it toward the anthelic spot, Wegener's anthelic arc. 
  613.  
  614.         Only a few great displays are recorded in history which show most 
  615.     of these spectacular phenomena.  Most are named for cities or the
  616.     scientists who recorded them; but I suspect they are more common than
  617.     one might believe.  On December 20, 1986, I watched a magnificent
  618.     display in Atlanta which lasted for hours, constantly changing
  619.     and bringing in new arcs as others faded away.  Most of the phenomena
  620.     above were represented at some point, as well as some which may not
  621.     have been described before.  Yet no mention of it was made by the
  622.     local news media. 
  623.  
  624.         The 22-degree ring or parhelia are probably visible to some 
  625.     extent at some time on half of the days that show high cirrus clouds.  
  626.     Partial horizon arcs and upper contact arcs may appear once or twice 
  627.     a month during winter.  Whenever the latter start forming, though,
  628.     there is always the chance that the sky may be working up to something
  629.     big.  It only takes twenty minutes or so for a simple ring to be
  630.     transformed into a glorious vault of arches, rings, and bows. 
  631.  
  632.         What should one do if a big display suddenly unfolds overhead?
  633.     Probably a kind thing, although somewhat altruistic, is to miss a few
  634.     minutes while calling others out to share it.  Secondly, though, one
  635.     should grab a sketch pad or a camera, in order to make some record of
  636.     what is going on. 
  637.  
  638.         Because sky photographs usually turn out to be poor, and because
  639.     most sky haloes require special wide-angle lenses to properly
  640.     photograph, the amateur's best tools are a sketch pad and pencil, with
  641.     which to make the so-called all-sky diagram.  This is simply a circle,
  642.     representing the horizon, in which a sketch is prepared showing the
  643.     presence of any arcs, spots, or unusual glows in the sky above.  The
  644.     center of the circle would represent the zenith, of course, and the
  645.     Sun may either be drawn in, or more traditionally, left out because
  646.     its presence would be located anyway by the ubiquitous 22-degree
  647.     ring, which is instantly recognizable in the all-sky diagram. 
  648.  
  649.         These sketches are valuable to scientists who study displays,
  650.     because they may confirm the existence of suspected types of arcs, or 
  651.     even lead to the discovery of new ones.  The Parry and Wegener arcs, 
  652.     mentioned previously, are named for the Twentieth Century scientists 
  653.     who first described them.  Other arcs, such as the claimed "90-degree 
  654.     ring", or "horizontal tangent ring", have never been confirmed. 
  655.     
  656.         Perhaps the most comprehensive work on ice-crystal phenomena, 
  657.     as well as being the best introduction to it, is Robert Greenler's
  658.     RAINBOWS, HALOES, AND GLORIES, available through most bookstores.  
  659.     It also includes many color photographs of these apparitions, most
  660.     of them recorded from the undisputed capitol of these displays - the 
  661.     South Pole, Antarctica. 
  662.  
  663.         But one doesn't need to venture there to catch a view.  Next time
  664.     the sky turns pearly, take a peek out.  And if you're lucky, you'll be
  665.     in for the view of a lifetime. 
  666.   
  667.         About the Author -
  668.  
  669.     Don Barry, ASA President, is a researcher and Ph.D. candidate at the
  670.     Center for High Angular Resolution Astronomy, Georgia State University.
  671.     An active amateur and professional astronomer, his amateur interests 
  672.     include telescope making, antique instruments, and amateur-professional
  673.     collaborative projects, while his professional interests include
  674.     optical interferometry, binary astrometry, and innovative instrumentation.
  675.          
  676.  
  677.      THE ELECTRONIC JOURNAL OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC 
  678.  
  679.                        December 1989 - Vol. 1, No. 5
  680.  
  681.                          Copyright (c) 1989 - ASA
  682.    
  683.  
  684.  
  685. -- 
  686. Donald J. Barry       (404) 651-2932         | don%chara@gatech.edu
  687. Center for High Angular Resolution Astronomy | President, Astronomical
  688. Georgia State University, Atlanta, GA 30303  | Society of the Atlantic
  689.  
  690. ------------------------------
  691.  
  692. End of SPACE Digest V10 #307
  693. *******************
  694.