उत्तरायणांत – उत्तर गोलार्धातील सर्वांत मोठा दिवस

      २१ जून ही तारीख उत्तर गोलार्धातील सर्वांत मोठा दिवस म्हणून प्रसिद्ध आहे. खगोलशास्त्रातील मूलभूत निरीक्षणांपैकी एक म्हणजे दिवस-रात्र यांचे चक्र. दिवस-रात्र हे पृथ्वीच्या परिवलनामुळे – स्वतःच्या अक्षाभोवती फिरण्यामुळे अनुभवायला मिळतात. पृथ्वी साधारण गोलाकार आहे, ती स्वतःच्या अक्षाभोवती दररोज २४ तासांतच फिरते. असे असताना रोजच्या दिवस आणि रात्रींची लांबी सारखीच का नसते? कधी दिवस मोठे तर कधी रात्री मोठ्या का असतात? 

      याचे उत्तर आहे पृथ्वीच्या कललेल्या अक्षामध्ये. पृथ्वी ज्या अक्षाभोवती फिरत आहे तो पृथ्वीच्या सूर्याभोवती फिरण्याच्या कक्षेच्या प्रतलाशी लंब नसून २३.५ अंशांनी कललेला आहे. कलत्या अक्षामुळे सूर्याची पृथ्वीभोवतीची भासमान कक्षा पृथ्वीच्या परिभ्रमण कक्षेसोबत २३.५ अंश इतका कोन करते. याचा परिणाम म्हणजे असमान लांबीचे दिवस-रात्र, ऋतुचक्र, सूर्याचे उत्तरायण व दक्षिणायन.

सूर्याचे भासमान भ्रमण हे दिवस-रात्रीचे चक्र, तसेच ऋतूचक्र समजण्यासाठी महत्वाचे असल्याने याबद्दल काही मूलभूत गोष्टी आपण समजून घेऊ.

पृथ्वीची परिभ्रमण कक्षा: पृथ्वी सूर्याभोवती ज्या कक्षेत फिरते ती खूपच कमी प्रमाणात (१.६%) लंबवर्तुळाकार आहे. याचाच अर्थ पृथ्वी सूर्याभोवती सर्वसाधारण वर्तुळाकार (९८.४% वर्तुळ) कक्षेमध्ये फिरते. ऋतुचक्रामध्ये या कारणाने पृथ्वीच्या परिभ्रमण कक्षेचा तसा वाटा नसतो. 

खगोलीय विषुववृत्त: पृथ्वीचे विषुववृत्त (अक्षाला लंब, महावृत्त) अवकाशात वाढवल्यास पृथ्वीभोवतीच्या काल्पनिक गोलावर जे महावृत्त बनते त्याला खगोलीय विषुववृत्त म्हणतात.

आयनिक वृत्त: पृथ्वीभोवती सूर्याच्या भासमान भ्रमण कक्षेस आयनिक वृत्त म्हणतात. म्हणजेच आयनिक वृत्त हे पृथ्वीच्या परिभ्रमण कक्षेच्या प्रतलास म्हणतात. 

समपात बिंदू: खगोलीय विषुववृत्त व आयनिक वृत्त हे एकमेकांशी २३.५ अंशाचा कोन करतात. ही दोन वृत्ते ज्या काल्पनिक बिंदुंमध्ये एकमेकांना छेदतात त्या बिंदूंना समपात बिंदू असे म्हणतात. समपात बिंदूवर असताना सूर्य विषुववृत्तावर असणाऱ्या ठिकाणांसाठी माध्यान्ही बरोबर डोक्यावर दिसतो. या दिवशी पृथ्वीच्या दोनही गोलार्धांवर समान सूर्यप्रकाश पडतो (म्हणजेच समपात) ज्यामुळे सर्वत्र दिवस आणि रात्र साधारण समान लांबीचे असतात. 

उत्तरायण व अयनांत: खगोलीय विषुववृत्त व आयनिक वृत्त हे एकमेकांसोबत कललेले असल्याने समपात बिंदू-सापेक्ष पाहिल्यास आकाशात उगवताना सूर्य दररोज थोडा उत्तरेकडे सरकताना दिसतो. याला आपण उत्तरायण असे म्हणतो. सूर्याचे हे उत्तरेकडील संक्रमण ठराविक काळ चालू राहते, व एका बिंदूपाशी थांबून त्याचा मार्ग बदलतो. या उत्तरेकडील उच्चतम अयनांत बिंदू (गतीचा अंत) म्हणतात. या बिंदूवर सूर्य पोहोचता त्याची आकाशातील उत्तरेकडील भासमान गती खंडित होते. या वेळी पृथ्वीवरील कर्कवृत्तावर असणाऱ्या ठिकाणांसाठी (२३.५ अंश उ.) माध्यान्ही सूर्य बरोबर डोक्यावर दिसतो. 

 

दक्षिणायन व अयनांत: उत्तरायण संपवून सूर्याचे दक्षिणेकडे संक्रमण सुरू होते. आता आकाशात उगवताना सूर्य दररोज थोडा दक्षिणेकडे सरकताना दिसतो. याला आपण दक्षिणायन असे म्हणतो. सूर्याचे हे दक्षिणेकडील संक्रमण ठराविक काळ चालू राहते, व एका बिंदूपाशी थांबून त्याचा मार्ग बदलतो. या दक्षिणेकडील उच्चतम बिंदूला ही अयनांत बिंदू (गतीचा अंत) म्हणतात. या बिंदूवर सूर्य पोहोचता त्याची आकाशातील दक्षिणेकडील भासमान गती खंडित होते. या वेळी पृथ्वीवरील मकरवृत्तावर असणाऱ्या ठिकाणांसाठी (२३.५ अंश द.) माध्यान्ही सूर्य बरोबर डोक्यावर दिसतो.

  २१ जून रोजी उत्तरायण संपून सूर्याचा दक्षिणेकडील प्रवास सुरू होतो. म्हणजेच २१ जून रोजी सूर्य आयनिक वृत्तावरील उत्तरेकडील उच्चतम बिंदू, अर्थातच जास्तीत जास्त (२३.५ अंश) उत्तरेकडे उगवतो. या वेळी उत्तर गोलार्धाचा जास्तीत जास्त भाग प्रकाशित असल्याने येथे दिवस मोठा व रात्र लहान असते. या विरुद्ध, दक्षिण गोलार्धाचा कमीत कमी भाग प्रकाशित असल्याने तेथे दिवस लहान व रात्र मोठी असते. या दिवशी माध्यान्ही विषुववृत्ताहून पाहिल्यास सूर्य २३.५ अंश उत्तरेकडे, तर कर्कवृत्ताहून (२३.५ अंश उ.) पाहिल्यास सूर्य बरोबर डोक्यावर दिसतो. कर्कवृत्तावर असणाऱ्या ठिकाणांसाठी २१ जून रोजी माध्यान्ही सूर्य बरोबर डोक्यावर येत असल्याने तेथे आपली सावली कमीत कमी होताना अनुभवता येते; तर मकरवृत्तावर (२३.५ अंश द.) असणाऱ्या ठिकाणांसाठी सूर्य जास्तीत जास्त उत्तरेकडे (४७ अंश) असल्याने माध्यान्ही आपली सावली जास्तीत जास्त दक्षिणेकडे झुकलेली अनुभवता येते. 

  उत्तरायण चालू असताना पृथ्वीचा उत्तर गोलार्ध सूर्यासमोर असल्याने येथे सूर्यप्रकाश लंब पडतो; तर दक्षिण गोलार्धावर तिरपा प्रकाश पडतो. प्रकाशाची व उष्णतेची तीव्रता ही क्षेत्रफळावर व्यस्त प्रमाणात अवलंबून असते. जेवढे क्षेत्रफळ जास्त तेवढी तीव्रता कमी. यामुळे तिरपा प्रकाश पडतो तेथे (दक्षिण गोलार्ध) उष्णता कमी – हिवाळा, तर लंब प्रकाश पडतो तेथे (उत्तर गोलार्ध) उष्णता जास्त – उन्हाळा अनुभवता येतो. 

   दक्षिणायन चालू असताना अगदी या विरुद्ध परिस्थिती निर्माण होऊन दक्षिण गोलार्धात उन्हाळा तर उत्तर गोलार्धात हिवाळा हे ऋतू अनुभवायला मिळतात. दिवसाची वाढणारी लांबी उन्हाळ्याचे तर रात्रीची वाढणारी लांबी हिवाळ्याचे संकेत देते. 

           नियमित सूर्योदय, माध्यान्ह किंवा सूर्यास्त यांच्या दिशा व वेळ यांची निरीक्षणे केल्यास आपण स्वतः सूर्याचा भासमान मार्ग पडताळू शकतो, तसेच पृथ्वीच्या अक्षाचा कल देखील काढू शकतो.

- सोनल थोरवे