لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟ الجزء الثاني

كنت قد كتبت في الجزء الأول من هذه التدوينة (لم يُر الهلال، فماذا نستفيد؟) عن تجربتي في رصد هلال شهر شعبان، وكيف أنني لم أره يوم الأربعاء من مدينة أبوظبي على الرغم من أن الحسابات الفلكية كانت تبين إمكانية رؤيته، وقد عللت ذلك بسبب الغلاف الجوي غير النقي يوم الرصد، وأرى من الضروري قراءة تلك التدوينة قبل المضي قدما هنا، حتى تكتمل الصورة لدى القاريء.

إن صفاء الغلاف الجوي عامل أساسي جدا في رؤية الهلال، ولا يصح الاعتماد على المعايير الفلكية التي تعطي إمكانية رؤية الهلال دون النظر إلى صفاء الغلاف الجوي وقت الرصد، فمعايير رؤية الهلال تعطي إمكانية رؤية الهلال في حالة صفاء الغلاف الجوي، وقد يختلف الحال إن كان الغلاف الجوي غير نقي، ولقد درجت العادة عند راصدي الأهلة على تقييم صفاء الغلاف الجوي بالنظر بالعين المجردة، وتقدير ذلك لما يشعر به الراصد، وما قد يصفه راصد أن الغلاف الجوي كان غير نقي قد يصفه آخر أنه نقي، والأسوأ من هذا هو عدم وجود مقياس واضح يعبر للراصد أو حتى لقارىء التقرير عن مقدار تلوث الغلاف الجوي وقت الرصد.

ولحسن الحظ فإن هناك مشروع (بل حتى مشاريع) عالمي تتلخص مهمته بدراسة نقاء الغلاف الجوي لحظة بلحظة وفي العديد من مواقع الكرة الأرضية، وقد يكون أهم مشروع بهذا الصدد هو AERONET، وهو مشروع أسسته وتشرف عليه وكالة الفضاء الأمريكية ناسا، ويتكون من عدد كبير من الراصدين المحترفين (على الأغلب مؤسسات علمية وجامعات ومراكز أبحاث) بحيث يمتلك كل مركز جهاز رصدي اسمه Sunphotometer يقوم بقياس كمية الإشعاع الشمسي بأطوال موجية مختلفة تصل إلى ثمانية موجات (340، 380، 440، 500، 670، 870، 940، 1020 نانوميتر)، وهي تمثل جميع الطيف المرئي وجزء من الأشعة تحت الحمراء الدنيا، ومن خلال مقارنة كمية الأشعة الواصلة من الشمس مع كمية الإشعاع الشمسي الحقيقي خارج الغلاف الجوي، يمكن معرفة قيمة هامة تسمي Optical Depth، وهي تمثل كمية الأشعة المفقودة نتيجة للامتصاص والتشتت في مختلف مكونات الغلاف الجوي، وبشكل عام تنقسم إلى أربعة مكونات؛  تشتت ريليه الناتج عن الغلاف الجوي نفسه (نيتروجين وأكسجين)، وتشتت العوالق وهو المهم وهو بسبب الغبار والأدخنة وغيره من العوالق الكبيرة، وتشتت بخار الماء وهو مهمل في النطاق المرئي خاصة المنخفض، وتشتت الغازات قليلة النسبة مثل الأوزون وثاني أكسيد الكربون والميثان وثاني أكسيد النيتروجين. وفي النهاية يعطي المركز المجموع الكلي لجميع أنواع التشتت والامتصاص سالفة الذكر ويسمى Total Optical Depth (TOD)، وفي حين أنه يسمى TOD عند علماء الأرصاد الجوية، فإن الفلكيين يسمونه Atmospheric Extinction، وهو عند الفلكيين مقدار النقصان في لمعان Magnitude الجرم بسبب الغلاف الجوي، ولكن بسبب أن المقياس عند الراصدين الجويين مبني على اللوغريتم ذي الأساس الطبيعي (2.718) في حين أنه عند الفلكيين مبني على اللوغريتم ذي أساس مقداره 2.512، فإنه يمكن تحويل TOD إلى Atmospheric Extinction أو Magnitude  من خلال ضرب قيمة TOD  بـ 1.086. وكخلاصة لما سبق أصبح بمقدور الفلكيين المهتمين بنقاء الغلاف الجوي معرفة مقدار التلوث في الغلاف الجوي عن طريق قيمة دقيقة مرصودة بدلا من التقدير بالعين المجردة، وذلك من خلال الدخول لموقع المشروع الرئيس واختيار المحطة المطلوبة ومعرفة قيمة TOD ليوم وساعة الرصد، ومن ثم ضربها بـ 1.086. والناتج سيكون مقدار خفوت الجرم المرصود بوحدة Magnitude إذا كان واقعا في سمت الرأس، ويمكن تعديلها بسهولة لأي مكان في السماء بضربها بما يسمى Airmass.

ولكن قبل ذلك لا بد من الانتباه لأمرين، الأول أن محطة الرصد يجب أن تكون عند نفس موقع الراصد أو قريبة منه، فاختلاف في الموقع أو في الارتفاع فقط سيعطي قيم مغايرة قد لا يمكن تحويلها للموقع المطلوب بدقة. والأمر الثاني هو أخذ قيمة TOD لطول الموجة التي يرصد بها الراصد، فإن كان الراصد يرصد بالعين المجردة أو تلسكوب عادي فطول الموجة 500 هو الأنسب.

كان لا بد من هذه المقدمة الطويلة حتى ندخل في صلب الموضوع، وهو لماذا لم ير هلال شعبان من أبوظبي في ذلك اليوم، بل حتى من معظم مناطق الجزيرة العربية…. لحسن الحظ، وجدت مركزا مشتركا في هذه الحملة يقع في أبوظبي، بل هو قريب جدا من مكان الرصد، وبالعودة ليوم الرصد وجدت أن قيمة TOD في الساعة 04:12 عصرا في أبوظبي بالنسبة للموجة 675 هو 1.114124، وقد اعتمدت قيمة الموجة 675 لأنني كنت أرصد بفلتر أحمر عميق طول موجته 807، وقيمة TOD لموجة 870 هو 1.071648، وحيث أن TOD للموجة 675 والموجة 870 شبه متساو، فقد فضلت أخذ القيمة للموجة 675 لأنني استخدمت أحيانا فلتر أحمر بطول موجة 710. ولو ضربنا الرقم 1.114124 بـ 1.086 سنحصل على الرقم 1.209804، وهذه يعني أنه بالنسبة لمدينة أبوظبي في ذلك اليوم بل وفي تلك الساعة لو كان هناك جرم يقع في منتصف السماء وكان من القدر سالب 3، لأصبح بسبب تلوث الغلاف الجوي من القدر سالب 1.8! وبالنسبة للهلال في ذلك اليوم فقد كان من القدر سالب 4.9، ويبين الجدول التالي لمعان الهلال خلال رحلته من ارتفاع 60 درجة عن الأفق وحتى 05 درجات عن الأفق. والمفاجأة الكبرى أن لمعان القمر عندما كان على ارتفاع 5 درجات عن الأفق كان من القدر السابع! أي أنه لم يكن بالإمكان رؤيته حتى من الصحراء حالكة الظلام! ولذلك كان من الطبيعي جدا أن لا يرى لا باستخدام التلسكوب ولا باستخدام تقنية التصوير الفلكي!

لمعان هلال شعبان من أبوظبي

 هذه الحملة العالمية حلت إشكالية قديمة بالنسبة لنا، وهي أن أحد راصدي الأهلة في ألمانيا وهو مارتن لطالما نجح في رصد أهلة صغيرة، في حين أننا كنا نفشل هنا برؤية أهلة أسهل من تلك التي رآها، وبالعودة إلى موقع الحملة على الإنترنت وجدنا مركزا مشارك في الحملة يقع في جامعة ميونخ، أي من نفس مكان رصد مارتن، وفي يوم 19 يونيو (حيث أن المعلومة غير متوفرة ليوم 20 يونيو) وجدنا أن معدل قيمة TOD لميونخ هو 0.16! ويبين الجدول التالي مقدار لمعان هلال شعبان من الزاوية 60 فوق الأفق وحتى 5 درجات بالنسبة لمدينة ميونخ، ونلحظ من الجدول أنه في حين أن لمعان القمر على ارتفاع 5 درجات بالنسبة لمدينة أبوظبي كان من القدر السابع، نجد أنه كان في مدينة ميونخ من القدر سالب 3! فالآن يمكننا القول أنه إذا عرف السبب بطل العجب!

لمعان هلال شعبان من ميونخ

 أخيرا، فلنلق نظرة على وضع مدينة عمّان، حيث لم ير الراصدون أيضا هلال شهر شعبان يوم الأربعاء، في الحقيقة لم نجد مركزا قريبا من مدينة عمان، إلا أنني وجدت مركزا يقع في صحراء النقب على بعد 160 كم عن مدينة عمّان، وفي حين أن ارتفاع موقع الرصد في عمّان كان 900 متر فإن ارتفاع المركز هو 480 مترا، فضلا على أنه يقع في الصحراء، وبالتالي فإن القيمة التي سنعتمدها لعمّان من هذا المركز ستكون بشكل شبه مؤكد أسوأ من واقع الحال في عمان، وقد وجدنا أن قيمة TOD يوم الرصد قد كانت 0.43 بالنسبة لطول الموجة 500 نانوميتر (وهي الأفضل للرصد البصري)، وكانت 0.22 بالنسبة لطول الموجة 675 نانوميتر، إذا أردنا مقارنتها مع أبوظبي وميونخ لنفس طول الموجة)، ويبين الجدول التالي لمعان هلال شعبان في ذلك اليوم من مدينة عمان باعتماد طول الموجة 500، ونجد أنه كان من القدر سالب 0.1 عندما كان على ارتفاع 5 درجات، وهي قيمة لا بأس بها، وتجعل الهلال ممكن الرؤية باستخدام تلسكوب محوسب موجه تماما نحو الهلال.

لمعان هلال شعبان من عمّان

 فأما رصد أبوظبي فنستخلص منه أن الرصد من مكان مرتفع وصاف بعيدا عن مستوى سطح البحر والصحراء أمر أساسي للتمكن من رؤية الهلال، فقيمة TOD من المناطق العالية أفضل بكثير منها على مستوى سطح البحر، ونستخلص من رصد عمّان أهمية استخدام جهاز محوسب موجه نحو الهلال بدقة، فرؤية الهلال في حقل رؤية يكون موجود فيها أسهل بكثير من البحث عنه بطريقة يدوية حتى لو عرفنا موقع الهلال في صفحة السماء.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) لمدينة أبوظبي يوم 20 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) المعتمدة لمدينة  عمّان يوم 20 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.

 يبين الرسم التالي قيم OD الناتجة بسبب تشتت العوالق فقط (وهي المكون الأكبر من الـ TOD) لمدينة ميونخ يوم 19 يونيو طيلة النهار لجميع الأطوال الموجية.