Текст книги "Астрономия для "чайников""
Автор книги: Стивен П. Маран
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 27 страниц)
Кометы, гигантские сгустки льда и грязи, медленно движутся по небу и выглядят как расплывчатые пятна, за которыми тянется газовый шлейф; они появляются из глубин Солнечной системы. Эти космические странники всегда вызывали к себе интерес. Каждые 75–77 лет знаменитая комета Галлея приближается к Солнцу и Земле. Если вам не удалось увидеть ее в 1986 году, то попробуйте повторить попытку в 2061! Не хотите ждать так долго? Что ж, есть и другие кометы. Например, менее знаменитая комета Хейла-Боппа (недавно приближавшаяся к Земле) гораздо ярче кометы Галлея.
Многие люди путают метеоры и кометы, но отличить их легко. Вспышка, порожденная метеором, длится секунды, а комета видна на протяжении нескольких дней, недель и даже месяцев. Метеоры быстро проносятся в небе и вспыхивают на краткий миг, потому что входят в атмосферу Земли на расстоянии примерно 150 км от наблюдателя. А при наблюдении за кометами кажется, что они движутся медленно, потому что их отделяют от нас многие миллионы километров. Метеоры – это довольно частое явление, а кометы, которые легко увидеть невооруженным глазом, появляются в среднем только раз в год или еще реже.
Раньше астрономы описывали кометы как состоящие из головы и хвоста (или хвостов). Впоследствии яркую световую точку в голове кометы стали называть ядром. Сегодня мы знаем, что ядро – это и есть комета, так называемый «грязный снежок», смесь льда, замерзших газов (например, угарного и углекислого газов) и твердых частиц (пыли или грязи) (рис. 4.3). Все остальные видимые части кометы – это просто результат испарения льда ядра.
Рис. 4.3. Комета – это, в сущности, грязный снежок
Если комета находится далеко от Солнца, она представляет собой только ядро; у нее еще нет ни головы, ни хвоста. Диаметр этого ледяного шара может составлять десятки километров или всего пару километров. По астрономическим стандартам это очень мало, и поскольку ядро светится только отраженным светом Солнца, далекая комета почти не видна и поэтому ее трудно обнаружить.
Фотографии ядра кометы Галлея, сделанные с помощью зонда Европейского космического агентства (European Space Agency – ESA), показали, что этот ледяной комок неправильной формы имеет кору темного цвета (очень похоже на шарик ванильного мороженого, политый шоколадом). Увы, кометы не так вкусны, но зато для глаз это – истинное наслаждение! Но стоит только Солнцу немного нагреть поверхность ядра, и из него, как гейзеры, в окружающее пространство начинают вырываться струи газа и пыли. (Ну и кора! Толку никакого!)
По мере того как комета приближается к Солнцу, лед ее ядра начинает испаряться и потоки газа и пыли выбрасываются в космос. Газ и пыль образуют вокруг ядра что-то вроде туманного светящегося облака, которое называется кома(coma); этот термин происходит от латинского слова «волосы» и не имеет ничего общего с коматозным состоянием больного (шутка). Почти все путают кому с головой кометы, но голова, строго говоря, состоит из комы и ядра.
Свечение комы кометы – это отчасти свет Солнца, отраженный миллионами мельчайших пылевых частиц, а отчасти слабое излучение, исходящее от атомов и молекул комы.
Пыль и газ, содержащиеся в коме кометы, подвергаются действию возмущающих сил, поэтому у кометы образуются хвосты.
Под воздействием солнечного ветра пылевые частицы отбрасываются в направлении, противоположном Солнцу (рис. 4.4), формируя пылевой хвосткометы.
Рис. 4.4. Хвост кометы направлен в противоположную от Солнца сторону
Пылевой хвост светится отраженным светом Солнца. Он ровный, иногда с легким искривлением, и бледно-желтый.
Снова кома?
Первое правило наблюдения комет: подальше из города! Хотя ядро кометы может быть только 8-16 км в диаметре, кома, формирующаяся вокруг него, достигает иногда десятков тысяч или даже сотен тысяч километров в диаметре. Газы выделяются из ядра точно так же, как дым из сигареты. Рассеиваясь, они постепенно исчезают из виду. Поэтому размер комы кометы зависит не только от того, сколько вещества выделяет комета, но и от чувствительности человеческого глаза либо фотопленки (или электронного датчика). Видимый размер комы также зависит от степени темноты неба. Яркая комета в центре города кажется намного меньше, чем за городом, где небо гораздо темнее.
Некоторая часть газа в коме ионизируется, т. е. приобретает электрический заряд, под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. В этом состоянии газы подвергаются воздействию солнечного ветра, невидимого потока электронов и протонов, излучаемого Солнцем в космическое пространство (подробнее – в главе 10). Солнечный ветер отбрасывает электризованный кометный газ в направлении, также противоположном Солнцу, в результате чего образуется ионный или плазменный хвост кометы. Плазменный хвост – это как ветроуказатель в аэропорту: он показывает астрономам, наблюдающим комету, в какую сторону «дует» солнечный ветер в той точке космоса, где находится комета.
В отличие от пылевого хвоста, плазменный хвост кометы голубого цвета и «волокнистый» на вид, а иногда даже перекрученный или разорванный.
Иногда некоторая часть плазменного хвоста отрывается от кометы и улетает в направлении, которое "указывает" хвост. Затем у кометы (как у ящерицы) формируется новый плазменный хвост. Длина хвостов кометы может составлять от миллионов до сотен миллионов километров.
Когда голова кометы обращена к Солнцу, ее хвост (или хвосты) развеваются за ней. Когда комета, обогнув Солнце, направляется за пределы Солнечной системы, ее хвост по-прежнему направлен в противоположную от Солнца сторону, так что теперь комета следует за своим хвостом! Таким образом, комета ведет себя по отношению к Солнцу, как придворный – по отношению к императору: никогда не поворачивается к своему господину спиной. Как показано на рис. 4.4, комета может двигаться по часовой или против часовой стрелки, но в любом случае ее хвост всегда будет направлен в противоположную от Солнца сторону.
Кома и хвосты кометы – это составляющие процесса ее исчезновения. Ядро выделяет газ и пыль, формируя кому, а хвосты уже потеряны кометой навсегда – они просто рассеиваются. К тому времени, как комета уйдет далеко за орбиту Юпитера (а именно оттуда появляется большинство комет), от нее снова останется только одно ядро. Но пыль, которую она потеряла, в один прекрасный день может "выпасть" на Землю метеорным дождем, если пересечет ее орбиту.
Каждые несколько лет появляется комета, достаточно яркая и удачно расположенная в небе, так что ее можно легко видеть невооруженным глазом или с помощью небольшого бинокля. Я не могу сказать, когда прилетит такая комета, потому что кометы, появление которых в ближайшем будущем точно предсказывают астрономы, не будут особенно яркими. Но дело в том, что почти все яркие и удивительные по красоте кометы были открыты, а не предсказаны.
Комета Галлея – это единственная яркая комета, появление которой можно точно предсказать, но она прилетает нечасто. О ее появлении в 1910 году широко возвещали повсюду, и все ходили на нее смотреть. Но в том же году появилась еще более яркая Великая комета 1910 года, хотя этого никто не предсказывал. Поэтому нужно просто постоянно наблюдать и ждать. Следите за сообщениями о новых кометах в астрономических журналах и на Web-сайтах (адреса которых приведены ниже), а затем проводите наблюдения в указанных направлениях. Или будьте первым – откройте новую комету, сообщите о ней, и ее назовут вашим именем.
Каждые 5-10 лет появляется комета настолько яркая, что ее провозглашают "кометой века". Что поделать, у людей короткая память. Будьте упорны и настойчивы, и у вас появится шанс открыть свою "комету века".
В 1967 году комета Икея-Секи (Ikeya-Seki) была видна рядом с Солнцем при ярком свете дня – достаточно было просто заслонить яркий солнечный диск большим пальцем руки. Ни я, ни мой загорелый палец никогда не забудем этого зрелища.
В 1976 году комета Уэста (West) была видна невооруженным глазом в ночном небе над центром Лос-Анджелеса, одним из наихудших мест для наблюдения небесных объектов изо всех, которые я знаю.
В 1983 году можно было увидеть (невооруженным глазом), как комета ИРАС-Араки-Олкока (IRAS-Araki-Alcock) [10] 10
Первым ее обнаружил космический аппарат ИРАС, а потом еще два независимых наблюдателя – Г. Араки (Япония) и Дж. Олкок (Англия).
[Закрыть]буквально движется по ночному небу. Напомню, что большинство комет движутся на фоне неба так медленно, что заметить это движение можно, только если наблюдать за ними не меньше часа.
И в 1990-х годах откуда-то из глубин Вселенной появились яркие кометы Хиякутаке и Хейла-Боппа, которые наблюдали миллионы людей во всем мире.
На многих Web-сайтах профессиональные астрономы и астрономы-любители предоставляют информацию о видимых в настоящее время кометах, а также их фотографии. Но в большинстве случаев эти кометы слишком тусклые, и увидеть их можно с помощью далеко не всех, а только самых современных любительских телескопов. Ниже приведены адреса трех лучших Web-сайтов, посвященных кометам; посещайте их регулярно, чтобы ничего не пропустить.
Начальная страница наблюдения комет Лаборатории реактивного движения NASA (NASA's Jet Propulsion Laboratory) ( encke.jpl.nasa.gov).
Страница текущих комет, включающая историю и наблюдения ( medicine.wustl.edu/~kronkg/current_comets.html).
Посвященная кометам страница журнала Sky & Telescope, где даются советы по поводу того, как наблюдать и фотографировать кометы ( www.skypub.com/sights/comets/comets.html).
Найти комету на небе несложно, но сделать это первым, открыть «свою» комету – гораздо труднее. На это потребуются долгие годы упорных наблюдений. Знаменитый современный «охотник за кометами» Дэвид Леви систематически изучал небо в течение 9 лет, прежде чем обнаружил свою первую комету. С тех пор ему удалось найти свыше 20 комет.
Искать кометы можно двумя способами – простым и систематическим.
Для поиска комет лучше всего использовать «короткофокусный» телескоп, т. е. телескоп с малым относительным отверстием (что аналогично диафрагме фотоаппарата) – 5,6 или, лучше всего, 4. Еще нужно использовать маломощный окуляр, например 20×-30×. Смысл этих параметров в том, чтобы просматривать в телескоп как можно большую область неба. Ведь ярких комет, которые можно открыть, мало и они очень редки.
Поиск комет простым способом (наудачу)
Самый простой способ найти комету – это вообще не прилагать никаких усилий. Просто, наблюдая ночное небо в бинокль или телескоп, обращайте внимание на размытые пятна (этим кометы отличаются от звезд, которые выглядят как отчетливые, а не расплывчатые, световые точки, если, конечно, ваш бинокль сфокусирован). Затем сверьтесь со звездным атласом, чтобы выяснить, должен ли в этом месте находиться объект, который выглядит, как размытое пятно (например, туманность или галактика).
И, самое главное, подождите несколько часов; если восходит солнце или облака закрывают небо, повторите попытку следующей ночью. Если найденный вами объект – комета, то он немного переместится на фоне звезд. Если объект достаточно яркий, то, вполне возможно, у кометы есть хвост, что выдает ее с головой.
Систематический поиск комет
При систематическом поиске комет руководствуются следующим правилом: кометы лучше всего искать там, где они самые яркие, т. е. как можно ближе к Солнцу, и легче всего увидеть там, где небо самое темное, т. е. как можно дальше от Солнца. (Даже если Солнце село, небо на западе еще достаточно долго остается более светлым, чем в остальной части; а на востоке небо становится светлее, чем в остальной части, задолго до рассвета.)
Поэтому, чтобы найти компромисс между этими, казалось бы, взаимоисключающими требованиями (как можно ближе к Солнцу и в то же время как можно дальше от него), ищите кометы на востоке перед рассветом в той части неба, которая находится:
минимум в 40° от Солнца (которое в это время ниже горизонта);
не более чем в 90° от Солнца.
Помните, что полный небесный круг составляет 360°, так что 90° – это одна четверть круга.
Что в имени тебе моем?
Если вы откроете комету, то ее назовут вашим именем и, возможно, именами еще одного-двух человек, которые сообщат о ней.
Если вы откроете астероид, то сможете рекомендовать другого человека, по имени которого его назовут, но не себя.
Если вы откроете метеор, то времени назвать его не будет, потому что он падает очень быстро. Конечно, вы можете попробовать крикнуть, например, "Вася!!!", но ничего не добьетесь и только привлечете ненужное внимание к своей персоне. Имена получают только самые эффектные метеоры, которые видны тысячам людей в том географическом районе, где они появились. Им дают имена вроде "Великий дневной метеор 10 августа 1972 года".
Если вы найдете метеорит, он будет назван по имени города или местности, где его нашли.
С помощью компьютерной программы-планетария можно составить карту районов неба, удовлетворяющих этим условиям для каждой конкретной ночи года. И, конечно, вы можете искать кометы на западе после заката, следуя двум приведенным выше правилам. По собственному опыту могу сказать, что первые несколько «комет», которые вы откроете, будут инверсионными следами реактивных самолетов, которые, находясь на большой высоте, отражают солнечный свет даже после захода солнца.
Начните в углу неба, в котором вы планируете искать, и медленно просмотрите в телескоп этот участок. Затем переместите телескоп немного вверх или вниз и просмотрите следующую полоску неба в области поиска. Можно просматривать небо только слева направо либо сначала слева направо, а затем, возвращаясь, справа налево.
Конечно, гораздо легче произвести впечатление на друзей своими рассказами о методах поиска комет, чем открыть комету на самом деле. Но в случае успеха, т. е. если вы на самом деле откроете комету, следуйте указаниям, приведенным на Web-сайте Центрального бюро Международного астрономического союза и сообщите о своем открытии по электронной почте. Адрес сайта: cfa-www.harvard.edu/iau/cbat.html.
Ложные сообщения не приветствуются, поэтому, прежде чем кричать о своем открытии, попросите кого-нибудь из своих друзей-астрономов проверить ваши слова. Если же открытие подтвердится, то вы, как астроном-любитель, открывший комету, можете получить денежную премию Эдгара Вилсона (все подробности можно узнать на Web-сайте Центрального бюро по адресу cfa-www.harvard.edu/iau/special/EdgarWilson.html).
Но даже если вы, как и большинство астрономов, никогда не откроете комету, можете наслаждаться зрелищем комет, открытых другими.
Искусственные спутники: предмет любви и ненависти астрономовИскусственный спутник – это аппарат, созданный людьми, запущенный в космос и летающий вокруг Земли. Эти спутники помогают людям предсказывать погоду, следить за Эль-Ниньо [11] 11
Климатическое явление, проявляющееся в резком повышении температуры поверхностного слоя воды на востоке экваториальной области Тихого океана и вызывающее природные катаклизмы в разных регионах планеты.
[Закрыть], передавать телевизионные программы и выполнять некоторые стратегические военные функции.
Телескоп "Хаббл" – это искусственный спутник, который очень любят астрономы. С его помощью мы впервые получаем изображения далеких звезд и галактик, а также видим Вселенную в ультрафиолетовом и инфракрасном свете, который не пропускают толстые слои земной атмосферы.
Но искусственные спутники могут отражать лучи не только заходящего Солнца, но и Солнца, которое уже село для наблюдателей, находящихся на поверхности Земли. В результате спутник в виде светящейся точки появляется на темном небе, когда астроном установил выдержку для съемки тусклых звезд. Естественно, такая помеха никому не нравится. Хуже того, некоторые искусственные спутники передают информацию на радиочастотах, совпадающих с частотой спутниковых антенн-"тарелок", которые астрономы используют для поиска радиосигналов из космоса. Возможно, эти радиоволны шли к Земле 5 миллиардов лет от квазара или 5000 лет из другой солнечной системы Млечного Пути. А вдруг они несут приветствие благожелательно настроенных инопланетян, которые хотят прислать нам рецепт исцеления от рака? Но именно в тот момент, когда эти сигналы достигнут Земли, их перекроют помехи от спутника, пролетающего над обсерваторией. И мы никогда не услышим зова издалека и даже не узнаем о нем!
Поэтому астрономы любят спутники за пользу, которую они приносят, и ненавидят за то, что они мешают наблюдениям. И, стараясь не падать духом, астрономы-любители с энтузиазмом наблюдают и фотографируют пролетающие в небе искусственные спутники.
Вокруг Земли вращаются сотни действующих искусственных спутников, а также тысячи фрагментов «космического мусора» – неработающие спутники, верхние ступени ракет для запуска спутников, фрагменты разбитых и даже взорвавшихся спутников и мельчайшие частички краски спутников и ракет. Космический «челнок» – это пилотируемая ракета, но в космосе она становится искусственным спутником. Крупные спутники и фрагменты космического мусора можно увидеть даже невооруженным глазом (поскольку они отражают солнечный свет), а мощная радиолокационная станция дальнего обнаружения позволяет следить даже за очень мелкими фрагментами.
Лучший способ начать наблюдать за искусственными спутниками – попробовать обнаружить крупные (Международная космическая станция и космический челнок) и яркие (телекоммуникационные спутники Iridium [12] 12
Спутниковая система подвижной связи Iridium, которая относится к классу низкоорбитальных систем (спутники находятся на высоте примерно 1000 км над поверхностью Земли) и в которую входит орбитальная группировка из 66 спутников, была создана в 1998 году; стоимость проекта составила больше 5 миллиардов долларов. Вскоре компания попала под процедуру банкротства, но в 2000 году была выкуплена группой инвесторов. В марте 2001 года коммерческая эксплуатация системы была возобновлена. Военные действия в Ираке дали новый мощный толчок развитию глобальных систем спутниковой связи, в результате чего впервые за свою историю Iridium Satellite LLC рассчитывает получить прибыль по итогам 2003 года. Система Iridium будет работоспособна до 2013 года.
[Закрыть]). По крайней мере, наблюдение искусственных спутников может стать утешением для начинающего астронома. Прогнозы появления комет и метеорных потоков часто оказываются неточными. Кометы всегда кажутся более тусклыми, чем можно было ожидать, а метеорные дожди оказываются не такими интенсивными, как было объявлено. А вот прогнозы по поводу наблюдения искусственных спутников обычно точны. Только представьте, как вы сможете поразить друзей, если ясным вечером выведете их из дома, посмотрите на часы и скажете: «Так, международная космическая станция должна появиться (в этот момент вытяните руку в нужном направлении) с минуты на минуту». И она действительно появится!
Такие спутники, как телескоп «Хаббл» или Международная космическая станция, обычно выглядят как равномерно движущиеся световые точки. Искусственные спутники движутся слишком медленно для метеора и слишком быстро для кометы. Их легко видно невооруженным глазом, поэтому они слишком яркие (и слишком быстрые) для астероида.
Иногда за спутник можно принять летящий на большой высоте реактивный самолет. В этом случае достаточно посмотреть в бинокль. Если это самолет, то на фоне ночного неба вы сможете различить бортовые огни или даже силуэт самолета. Кроме того, если вокруг достаточно тихо, то можно и услышать звук работающих двигателей самолета. Если же это спутник, то вы ничего не услышите.
Спутник Iridium – это совершенно другое дело. Обычно он выглядит как движущаяся полоска света, которая становится удивительно яркой, а затем через несколько секунд тускнеет. Этот спутник летит намного медленнее, чем метеор. При этом он иногда светится ярче Венеры, и по яркости на ночном небе уступает только Луне. Все дело в том, что одна из плоских алюминиевых антенн спутника отражает свет Солнца, уже опустившегося за горизонт. На «звездных вечеринках», завидев спутник Iridium, люди издают радостные возгласы и аплодируют, как будто они увидели яркий метеор. Иногда вспышки от спутника Iridium можно увидеть даже при свете дня.
И еще: спутников Iridium больше 60. Они мешают астрономическим наблюдениям, и астрономы хотели бы избавиться от них, но зато благодаря этим спутникам можно видеть в небе необычно яркие вспышки.
Подробную информацию о наблюдении спутников можно найти на следующих сайтах.
Sky & Telescopeпредоставляет информацию о наблюдении Международной космической станции для 500 городов по всему миру ( www.skypub.com/sights/satellites/satellites.html).
Самые лучшие прогнозы о наблюдении телекоммуникационных спутников Iridium можно найти на Web-сайте по адресу www.heavens-above.com.
Чтобы воспользоваться прогнозами для спутников Iridium, вы должны знать координаты (широту и долготу) своего места наблюдения, но их нетрудно определить. На Web-сайте GSOC приведен список этих координат для 1500 крупных и малых городов.
Когда вы увидите яркие точки искусственных спутников, можете попытаться сфотографировать их. Для этого следуйте указаниям врезки "Фотографирование метеоров и метеорных потоков", приведенной выше в этой главе. Вам понадобится только подходящий фотоаппарат (на котором можно вручную устанавливать выдержку), устойчивый треножник и чувствительная фотопленка.
Что ж, поздравляю: теперь вы знакомы с ночными визитерами и можете приступить к изучению их окружения.
