Текст книги "Астрономия для "чайников""
Автор книги: Стивен П. Маран
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 27 страниц)
Я рекомендую вам «погружаться» в астрономию постепенно, вкладывая в это хобби как можно меньше денег до тех пор, пока не будете уверены, что вам это действительно нужно. Поэтому предлагаю план приобретения основных навыков и необходимого оборудования.
1. Если у вас компьютер последней модели, купите недорогую программу-планетарий. Начните проводить наблюдения невооруженным глазом каждую ясную ночь или перед рассветом, если вы – «жаворонок».
Чтобы планировать наблюдения планет и созвездий, постарайтесь еженедельно просматривать информацию на астрономических сайтах. Если же у вас нет доступа в Internet, читайте астрономические журналы.
2. Через пару месяцев наблюдений, когда вы поймете, нравится вам это или нет, можете купить исправный бинокль 7×50.
3. Когда вы научитесь находить на небе яркие звезды и созвездия, купите атлас звездного неба, в котором обозначены также более тусклые звезды, звездные скопления и туманности.
Сравнивайте рисунки в звездном атласе с тем, что вы видите на небе. В атласе указаны координаты RA и Dec, так что вы научитесь разбираться в этой системе координат (информацию о координатах RA и Dec можно найти в главе 1).
4. Вступите в местный астрономический клуб, если он есть, и постарайтесь познакомиться с людьми, которые имеют опыт использования телескопа.
5. Если все пойдет хорошо и вы захотите продолжать заниматься астрономией – могу поспорить, что так оно и будет, – купите качественный телескоп размером 2,5–4 дюйма (6-10 см).
Для этого изучите предложения на сайтах, указанных выше, или закажите каталоги, рекламируемые в астрономических журналах. А еще лучше, поговорите с опытными членами астрономического клуба, если у вас будет такая возможность.
Если вы убедитесь в том, что не на шутку увлеклись астрономией (а я думаю, что так оно и будет), то через несколько лет подумайте о покупке телескопа размером 6–8 дюймов (15–20 см). Замечу, что некоторые из них дешевле упомянутого выше телескопа Meade размером 3,5 дюйма. Пользоваться этими телескопами гораздо сложнее, но вы уже будете готовы овладеть этим искусством. Имея в распоряжении такой телескоп, вы сможете увидеть намного больше звезд и других объектов, чем раньше.
Глава 4
Метеоры, кометы и искусственные спутники
В этой главе…
Метеоры, метеорные тела, метеориты и т. д.
Из чего состоят ядро и хвост кометы
Искусственные спутники
Видите движущийся объект в дневном небе? Как правило, легко определить, что это – птица, самолет или Супермен (шутка). Но в ночном небе уже не так просто отличить метеорное тело от искусственного спутника. А сможете ли вы отличить астероид от кометы, если и тот, и другая медленно, но верно перемещаются на фоне звездного неба?
В этой главе я расскажу вам о многих объектах, которые проносятся по ночному небу. (Солнце, Луна и планеты тоже движутся по небу, но гораздо более величаво и неторопливо. О них мы поговорим в следующих главах.)
Метеоры: падающие звездыНи один астрономический термин не употребляют неправильно так часто, как слово метеор. Его часто неправильно употребляют даже ученые, в то время как правильнее было бы сказать – метеорное тело, или метеорит. Поэтому давайте разберемся, в чем же разница.
Метеорное тело(или метеороид) – это мелкий твердый космический объект, обычно обломок астероида или кометы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Некоторые (очень немногие) метеорные тела – это на самом деле осколки Марса и Луны.
Метеор– это вспышка света, наблюдаемая в результате того, что мелкий твердый объект (метеорное тело) входит из космоса в атмосферу Земли; именно метеоры называют «падающими звездами».
Если метеорное тело входит в атмосферу Земли, то из-за воздушного трения может наблюдаться феномен метеора – вспышка света, достаточно яркая для того, чтобы ее увидеть. Если метеорное тело достаточно велико, чтобы достичь Земли, не сгорев полностью в атмосфере, оно становится метеоритом. Многие люди ищут и собирают метеориты; торговля ими идет очень бойко.
Существует два основных типа метеорных тел, имеющих разное происхождение.
Кометные метеорные тела– это легкие пылевые частицы, которые «обронили» кометы.
Астероидные метеорные тела, размером от микроскопических частиц до крупных камней, – это в буквальном смысле осколки астероидов, или так называемых малых планет, которые представляют собой каменистые тела, вращающиеся вокруг Солнца (более подробно об астероидах говорится в главе 7).
Поищите на себе космическую пыльМикрометеорит (т. е. мелкий метеорит, который можно увидеть только в микроскоп) – это либо частица кометного метеорного тела, либо очень мелкое астероидное метеорное тело. Микрометеориты настолько малы, что не создают трения, достаточного для появления свечения атмосферы. Поэтому они просто медленно осыпаются на землю. И вполне вероятно, что прямо сейчас в ваших волосах есть одна-две частички этой космической пыли. Но обнаружить их практически нельзя, потому что их не отличить от миллионов других микроскопических частиц, тоже находящихся на ваших волосах (я вовсе не хочу вас обидеть!).
Ученые собирают микрометеориты с помощью специальных идеально чистых пластин, устанавливаемых на реактивных самолетах, летающих на больших высотах, или с помощью зубчатых намагниченных устройств (похожих на грабли) ученые собирают железные микрометеориты на дне моря.
В экспозиции природоведческих музеев обычно демонстрируют метеориты, представляющие собой астероидные метеорные тела, упавшие на Землю (или, в редких случаях, тело, упавшее на Землю после того, как оно было отколото от Луны или Марса более крупным телом в результате столкновения). Метеорит может быть каменным, железным (и даже нержавеющим, состоящим из сплавов никеля и железа в разных пропорциях) или состоять из обоих этих компонентов. Ученые называют эти три типа метеоритов каменный, железный и железокаменный соответственно, демонстрируя не характерную для научного мира простоту.
Если ясной темной ночью вы выйдете из дома и увидите «падающую звезду» (вспышку света, порожденную одиноким метеорным телом), то это спорадический метеор. Если же в течение ночи наблюдается большое количество метеоров, причем кажется, что все они появляются из одного и того же места на небе, это метеорный дождь, одно из самых захватывающих небесных зрелищ.
Метеоры, заметно отличающиеся от других своей яркостью, называются яркими метеорами (fireball). Хотя нет официального определения, многие астрономы называют яркими метеоры, которые выглядят ярче Венеры. Но во время наблюдения яркого метеора Венеру может и не видно. Как же тогда определить, к какому типу он относится?
Для определения яркого метеора я использую следующее правило. Если люди, стоящие лицом к метеору, кричат «ох!» и «ах!» (как это обычно происходит), это просто обычный метеор. Но если люди, глядящие в другую сторону, внезапно видят ВСПЫШКУ, на краткий миг осветившую все небо и даже землю, как днем, это уже совсем другое дело. Вспышку подобного метеора трудно не заметить, потому что иногда он затмевает самые яркие звезды. Именно такой небесный объект я называю ярким метеором.
Яркие метеоры – вовсе не такая редкость. Если регулярно наблюдать небо темными ночами по несколько часов, то, вполне возможно, вы увидите яркий метеор примерно раза два в год. А вот дневные яркие метеоры действительно очень редки. Если в солнечный день вы наблюдаете яркий метеор, то вам очень повезло; причем такой метеор не просто яркий, а чрезвычайно яркий. Дневные яркие метеоры почти всегда ошибочно принимают за горящий самолет (или ракету), который вот-вот должен потерпеть катастрофу.
Если вы наблюдаете очень яркий метеор (примерно такой же яркости, как полумесяц или ярче) или любой дневной яркий метеор, то знайте: вполне вероятно, что это метеорное тело упадет на землю. Недавно упавшие метеориты обычно представляют значительную научную ценность и к тому же стоят больших денег. Поэтому, если вы увидели яркий метеор, соответствующий этому описанию, запишите следующие сведения, чтобы помочь ученым найти метеорит.
1. Запишите время наблюдения.
И при первой же возможности проверьте, не отстают и не спешат ли ваши часы.
2. Точно запишите место наблюдения.
Конечно, маловероятно, что у вас под рукой окажется терминал глобальной (спутниковой) системы местоопределения (Global Positioning System – GPS), который позволит вам точно определить свои координаты. Но в любом случае вы можете сделать небольшую зарисовку, показывающую, где вы стояли во время наблюдения яркого метеора – обозначьте дороги, здания, большие деревья или любые другие наземные ориентиры.
3. Сделайте зарисовку неба, показав путь яркого метеора по отношению к горизонту.
Даже если вы не уверены, стояли вы лицом к юго-востоку или северо-западу, ваша схема места наблюдения и зарисовка пути метеора поможет ученым определить его траекторию и вероятное место падения на землю.
После появления очень яркого ночного или дневного метеора ученые, интересующиеся этой темой, обычно просят свидетелей данного феномена рассказать о подробностях своих наблюдений. Они собирают информацию такого типа, какую мы только что указали. Затем ученые, сравнивая отчеты людей, которые наблюдали метеор в разных местах, могут примерно определить место его падения на землю. Но появление даже сверкающего метеора бывает вызвано небольшим камнем, который легко уместится на вашей ладони. Поэтому ученым необходимо по возможности сузить область поиска, чтобы иметь хоть какие-то шансы найти метеорит.
Болид(bolide) – это яркий метеор, взрыв которого виден или слышен громкий звук, даже если он не распадается на части. По крайней мере я его определяю именно так, хотя многие люди используют термины «яркий метеор» и «болид» как синонимы. (По поводу этого термина нет официальной договоренности, поэтому даже в самых авторитетных источниках вы можете найти для него различные определения.) Шум, который вы слышите, – это звуковой удар от метеорного тела, пролетающего сквозь атмосферу со сверхзвуковой скоростью.
Если метеор распадается на части, то вы увидите несколько ярких метеоров одновременно, проносящихся рядом в одном направлении. Метеорное тело распадается на части, вероятно, под воздействием аэродинамических сил, так же как самолет, неуправляемо падающий с большой высоты, распадается на куски, даже если его топливо не взрывается.
Яркий метеор часто оставляет за собой светящуюся дорожку. Причем вспышку метеора видно всего несколько секунд, в то время как его светящийся след – или хвост метеора(meteor train) – может сохраняться десятки секунд или даже несколько минут. Если этот след виден достаточно долго, то его форма начинает искажаться из-за ветров, дующих на большой высоте, точно так же как буквы, прочерченные в небе самолетом над стадионом, постепенно деформируются от ветра.
Обычно после полуночи наблюдается больше метеоров, чем до полуночи, потому что с 24:00 до 12:00 вы находитесь на «передней» стороне Земли и видите, как на пути нашей планеты сквозь космическое пространство встречаются метеорные тела. А вот с 12:00 до 24:00 вы находитесь на «тыльной» стороне Земли, и метеорные тела, чтобы стать видимыми, должны догнать Землю и войти в ее атмосферу. Метеорные тела можно сравнить с насекомыми, оставляющими следы на лобовом стекле вашей машины. Как известно, во время быстрой езды по автомагистрали на лобовом стекле остается намного больше следов от насекомых, чем на заднем. Причина в том, что лобовое стекло движется нанасекомых, а заднее – «убегает» от них.
Обычно можно наблюдать на небе только несколько метеоров в час, причем после полуночи их больше, чем до полуночи и (для наблюдателей из Северного полушария) осенью больше, чем весной. Но каждый год в определенное время можно увидеть 10, 20 или даже 50 и больше метеоров в час, особенно темной безлунной ночью вдали от городских огней. Это время метеорных дождей, когда Земля проходит сквозь огромное кольцо, состоящее из миллиардов метеорных тел (или через метеорный поток), движущихся вокруг орбиты кометы, их породившей. (Более подробно о кометах говорится ниже в этой главе.) На рис. 4.1 показано, как получается метеорный поток.
Рис. 4.1. Когда Земля пересекает пояс метеорных тел, мы наблюдаем метеорный поток
Нам кажется, что во время этого «дождя» все метеоры появляются из одной точки на небе, которая называется радиантом. Самый известный метеорный поток – это Персеиды, при прохождении Земли через него можно увидеть целых 80 метеоров в час. Персеиды названы так, поскольку кажется, что они появляются со стороны созвездия Персея. Метеорные потоки вообще часто называют по имени созвездий или ярких звезд (таких как η Водолея), расположенных рядом с их радиантом.
Некоторые другие метеорные потоки порождают такие же или даже более интенсивные метеорные дожди, чем Персеиды, но увидеть их удается далеко не всем. Дело в том, что Персеиды появляются в теплые августовские ночи, т. е. в идеальное время для астрономических наблюдений, а другие крупные метеорные потоки – Геминиды и Квадрантиды – можно увидеть в такие холодные месяцы, как декабрь и январь, когда погода гораздо хуже и активность наблюдателей заметно снижается.
В табл. 4.1 перечислены самые крупные метеорные потоки, появляющиеся ежегодно; указаны также дни, в которые интенсивность метеорных потоков обычно достигает максимума. Одни метеорные дожди продолжаются несколько дней, другие – несколько недель, но только в определенные дни можно увидеть максимальное количество метеоров в час; в остальное время "дождь льет" гораздо слабее. Но Квадрантиды можно наблюдать только на протяжении одной ночи или даже нескольких часов.
Радиант Квадрантид находится в северо-восточном углу созвездия Волопаса. Они были названы по имени созвездия, которое можно найти на звездных картах XIX века, но в настоящее время его больше официально не признают. В придачу к потере созвездия, по имени которого они были названы, Квадрантиды, похоже, потеряли и породившую их комету, поскольку их происхождение все еще остается загадкой для астрономов.
Геминиды – это, похоже, единственный метеорный поток, связанный с орбитой астероида, а не кометы. Хотя этот "астероид", скорее всего, представляет собой "мертвую" комету, больше не испускающую газ и пыль, из которых формируется ядро и хвост кометы. (О кометах мы подробнее поговорим в следующем разделе.)
Леониды – это метеорный поток, наблюдаемый примерно 17 ноября ежегодно. Его необычность в том, что из года в год интенсивность потока остается на довольно низком уровне, но каждые 33 года она резко возрастает и остается высокой на протяжении нескольких лет подряд. Например, в ноябре 1966 года и на рубеже столетий (в 1999 и 2001/2002 годах) наблюдался необычайно интенсивный поток Леонид. А 19 ноября 2002 года на Чукотке наблюдался настоящий метеорный шторм [9] 9
Поток называют метеорным штормом, если количество наблюдаемых метеоров в час превышает 1000. – Прим. перев.
[Закрыть]– до 3000 метеоров в час!
Вообще говоря, такое количество метеоров в час, какое указано в табл. 4.1, можно увидеть очень редко. Дело в том, что официальные цифры активности метеорного потока соответствуют идеальным условиям наблюдений, которые в реальности бывают чрезвычайно редко. Но метеорные потоки меняются год от года, как и обычные дожди. Иногда можно увидеть столько метеоров в час, сколько указано в таблице, а иногда (хотя и очень редко) – даже больше. Поэтому так важно сохранить точные данные о наблюдении метеоров, если, по вашему мнению, это принесет пользу науке.
Во время наблюдений за метеорами вам понадобятся часы, блокнот и ручка (карандаш), чтобы записывать необходимые данные, а также тусклый фонарик, чтобы видеть, что вы пишете.
Красный фонарик для наблюденийСамый лучший фонарь для астрономических наблюдений – красный. Его можно купить или сделать из обычного фонаря, обернув лампочку красным прозрачным целлофаном. Некоторые астрономы-любители наносят на лампочку тонкий слой красного лака для ногтей. Вы спросите, а зачем вообще нужен именно красный фонарь? Отвечаю: обычный белый будет слепить вас и примерно 10–30 минут – (пока глаза не адаптируются) вы не сможете видеть неяркие звезды и метеоры. Кроме того, во время каждого сеанса наблюдения ночного неба нужно дать глазам привыкнуть к темноте.
Лучший способ наблюдать и считать метеоры – лежа в шезлонге. (Конечно, можно просто лечь на одеяло с подушкой, но вы наверняка быстро уснете и пропустите самую интересную часть представления.) Запрокиньте голову, чтобы ваш взгляд был направлен чуть выше точки, находящейся посредине между линией горизонта и зенитом (рис. 4.2). Это оптимальное направление для подсчета метеоров.
Рис. 4.2. Запрокиньте голову, чтобы ваш взгляд был направлен чуть выше точки, находящейся посредине между линией горизонта и зенитом
Многие люди во время наблюдения метеорных потоков стоят лицом к радианту, но это необязательно. Метеоры будут проноситься по всему небу, и их видимые траектории могут начинаться и заканчиваться далеко от радианта. Но если бы можно было восстановить воображаемые линии траекторий метеоров (в обратном направлении от видимой точки их появления), то все траектории пересеклись бы в радианте. Именно это отличает метеорный поток от спорадических метеоров.
Фотографирование метеоров и метеорных потоковЯсная и темная безлунная ночь – идеальное время для фотографирования метеоров. Для получения наилучших результатов возьмите несколько устаревший 35-миллиметровый фотоаппарат с ручным управлением или современный, который можно установить на полностью ручное управление. Затем выполните следующие действия.
1. Возьмите штатный объектив с нормальным фокусным расстоянием (а не телеобъектив или объектив с переменным фокусным расстоянием) и установите его на «бесконечность».
2. Установите минимальное значение диафрагмы.
Используйте объектив, для которого можно установить значение диафрагмы 5,6 или меньше – чем меньше, тем лучше.
3. Возьмите фотопленку с чувствительностью ISO 400.
Специалисты обычно предпочитают черно-белую пленку, но цветная дает лучшие результаты, и в наше время ее, как правило, легче (а иногда и дешевле) проявить.
4. Установите фотоаппарат на штатив и направьте объектив на точку, находящуюся посредине между линией горизонта и зенитом или немного выше. Неважно, какое направление вы выберете – главное, чтобы не мешали городские огни или другие источники света.
5. Установите фотоаппарат на ручную выдержку и оставьте затвор объектива открытым 10–15 минут. Затем отпустите затвор, перемотайте пленку и приступите к съемке следующего кадра.
Но если тот участок неба, на который направлен объектив, пересечет яркий метеор, сразу заметьте время этого события и немедленно закройте затвор объектива. Затем приступите к съемке следующего кадра.
6. Когда пойдете проявлять пленку, попросите «напечатать все негативы».
Это очень важно, потому что операторы часто не печатают фотографии ночного неба, поскольку неастроному они могут показаться неудачными или недодержанными.
Метеорный поток фотографируют так же, как отдельный метеор. Но чтобы получить лучшие снимки, подождите, пока радиант (созвездие или участок на небе, со стороны которого, как кажется, идет метеорный поток) не окажется значительно выше линии горизонта, например, под углом 40° или больше, и только тогда направляйте на него свой фотоаппарат. Если вы сделаете несколько снимков метеорного потока с одной выдержкой, следы метеоров будут напоминать спицы велосипедного колеса, сходящиеся в одной точке – радианте.
Примечание по поводу высоты. Точка, находящаяся у вас прямо над головой, или зенит, находится на высоте 90°, а линия горизонта – на высоте 0°, поэтому точка посредине между ними находится на высоте 45°, а точка, которая на две трети выше горизонта, – на высоте 60° и т. д.
Если стоять лицом к радианту, можно увидеть несколько метеоров, хотя и ярких, но с очень короткими траекториями. Траектории кажутся короткими, потому что метеоры летят почти прямо на вас. Но, к счастью, элементы метеорных потоков очень мелкие и не достигают земли.
Подробную информацию о метеорах и кометах можно найти на сайте Североамериканской метеорной сети ( Web.InfoAve.Net/~meteorobs), на сайте Гэри Кронка ( comets.amsmeteors.org) и на сайте Международной метеорной организации ( www.imo.net).
