Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса
Шрифт:
Айзек Азимов. «Эссе 16. Клянусь Юпитером!» из сборника эссе «Вид с высоты»
Если бы эта книга была посвящена лишь Солнечной системе, а содержание ее распределялось бы по массе, то в ней говорилось бы только о Солнце — на него приходится 99,86 % от общей массы системы. Все остальные планеты, астероиды, плутоиды и кометы уместились бы на половине последней страницы. Но мы поступим по-другому: Солнце и его «компания» предстанут в книге просто как небольшая система среди множества звездных и планетных миров, составляющих наш Млечный Путь. Что же, давайте познакомимся с родной системой — ради нее самой и ради того, чтобы получить ориентиры для познания всего, что скрыто за ее пределами.
Общий план
Общий
Рис. 4.1. «Пространственное распределение планет, астероидов и комет по логарифмической шкале расстояний, разделенной на равные промежутки разными степенями числа 10. Логарифмическое масштабирование позволяет сжать огромный динамический диапазон расстояний в единую карту. Приблизительное удвоение расстояний между планетами в соответствии с правилом Тициуса — Боде проявляется здесь в виде равномерно распределенных пространственных интервалов. Пояс астероидов, состоящий из каменистых объектов, наиболее заполнен в зоне между Марсом и Юпитером. Пояс Койпера — это множество ледяных небесных тел, расположенных за пределами орбиты Нептуна: к ним относится Плутон, родственные ему плутоиды и гораздо меньшие кометы. За пределами пояса Койпера Солнечная система простирается к ближайшей звездной системе (? Центавра) и преодолевает половину расстояния до нее. Эту самую отдаленную часть Солнечной системы занимает кометный рой — облако Оорта. Вас впечатляет, что Сатурн в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля? Облако Оорта — в 5000–50 000 раз дальше! (Изображение любезно предоставлено Wikimedia Commons.)
ВЗГЛЯД НА СОЛНЕЧНУЮ СИСТЕМУ
Большинство небесных тел в Солнечной системе играют с нами в прятки, но очень многое можно увидеть, просто взглянув вверх. И кроме того, нет ничего лучше, чем видеть эти чудеса своими глазами.
Смотреть на Солнце, не соблюдая мер предосторожности, достаточно опасно. Один из самых безопасных способов — проекция. Простая камера-обскура получится из картонной коробки: нужно вырезать с одной ее стороны, прямо посередине, отверстие диаметром 5 см и накрыть его кусочком алюминиевой фольги, а в нем проколоть маленькую дырочку. Если направить это отверстие в сторону Солнца, на другую сторону коробки спроецируется изображение. Кроме того, за Солнцем можно наблюдать через майларовые фильтры с отражающими покрытиями — они продаются как в виде «солнцезащитных штор», так и в форме специально подобранных фильтров для телескопа. Наконец, есть автономные телескопы, которые отфильтровывают весь свет, кроме особого красного излучения, производимого хромосферой, — бурным внешним слоем Солнца.
Меркурий и Венера не просто так названы «утренними звездами» и «вечерними звездами». Их часто можно увидеть на востоке перед самым восходом Солнца и на западе сразу после заката. За Меркурием лучше всего наблюдать, когда он находится в своей наибольшей элонгации и удален от Солнца максимально далеко. Степень удаления не превышает 28°, поэтому Меркурий всегда находится на довольно ярком небе. Венера намного щедрее: ее максимальное удаление — 47°, поэтому ее можно увидеть и тогда, когда стемнеет. Если смотреть в небольшой телескоп, Меркурий почти не раскрывает своих тайн, а вот Венера гораздо более приветлива, так что можно различить ее фазу.
Марс, Юпитер и Сатурн обращаются вокруг Солнца значительно дальше земной орбиты, и поэтому степень их удаления от Солнца, если смотреть с Земли, не ограничена ничем. За этими планетами лучше всего наблюдать, когда они находятся напротив Солнца, — тогда в полночь по местному времени кажется, что они поднимаются на вершину небосвода. Такое противостояние случается у Марса примерно раз в 780 дней, у Юпитера — раз в 399 дней, а у Сатурна — раз в 378 дней. Угловые размеры этих планет максимальны именно во время противостояния, поскольку и они, и Земля в этот момент находятся по одну сторону от Солнца и, следовательно, располагаются ближе всего друг к другу на своих орбитах. При наблюдении невооруженным глазом Марс имеет красноватый оттенок, Юпитер гораздо белее, а Сатурн приобретает желтовато-коричневый цвет.
Если посмотреть на Марс в бинокль, возможно, вы лучше увидите его ржавый цвет, но не более того. Верно сфокусированный телескоп — рефлектор или рефрактор, — как правило, позволит рассмотреть одну или обе полярные шапки и ряд затемненных объектов, таких как Большой Сирт. В хорошо настроенный бинокль виден значительный объем Юпитера и четыре галилеевых спутника. В любительские телескопы хорошо заметны прекрасные темные пояса и светлые зоны исполинской планеты, а также объекты поменьше, в том числе красочные завитки, яркие и темные участки и само Большое красное пятно.
Сатурн вдвое дальше Юпитера и в бинокль виден значительно хуже — разве что становится более заметным его желтовато-коричневый цвет и бросается в глаза Титан, его самый крупный спутник. Возможно, кто-то даже увидит в Сатурне асимметрию, подобно Галилею, который более 400 лет назад рассмотрел в свою подзорную трубу странные выпуклые «ушки». А чтобы они предстали в виде изящных колец, которыми по праву славится Сатурн, нужен приличный телескоп.
Уран и Нептун невооруженным глазом не увидеть. Достойный бинокль и подробная карта неба позволят найти Уран, но Нептун виден исключительно в телескоп, и в любом случае вы увидите только мерцающие точки, причем Уран будет казаться зеленоватым, а Нептун — более голубоватым. Учитывая, что эти крупные планеты были совершенно неизвестны во времена Американской революции, возможно, любая возможность их увидеть вас воодушевит.
Каждое десятилетие в Солнечную систему залетает несколько комет, которые приближаются к ее внутренним областям и устраивают великолепное шоу. Недавний «демонстрационный полет», видимый невооруженным глазом, исполнила в 2020 году комета NEOWISE. У самых впечатляющих кометных явлений есть характерные особенности — блистающее ядро, из которого исходят прямой плазменный хвост и изогнутый пылевой шлейф. Телескопы позволят увеличить изображение ядра и комы, и можно будет увидеть изогнутые потоки — при условии, что вы достаточно далеко от источников светового загрязнения.
Планеты земной группы
Ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, система Земля — Луна и Марс) имеют среднюю плотность, которая согласуется с тем, что они почти полностью состоят из камня. Кроме того, они намного меньше газовых гигантов (Юпитера и Сатурна) и ледяных гигантов (Урана и Нептуна), пребывающих во внешней Солнечной системе. Возможно, их самая характерная черта — это их непосредственная близость к нашей звезде. Обильно согретые солнечным светом в самом начале своего формирования, планеты земной группы, по всей видимости, не могли накапливать и удерживать водород и гелий, на которые приходится основная масса Юпитера и Сатурна — эти газы слишком летучие, чтобы оставаться на месте под активным влиянием Солнца. В итоге возникли восхитительные уникальные миры — совершенно несхожие и непредставимо загадочные. На рис. 4.2 показано внутреннее строение планет земной группы. У Меркурия аномально большое металлическое ядро, размеры которого составляют 75 % его радиуса и 42 % его объема. А металлическое ядро Луны, напротив, очень маленькое. Считается, что Венера и Земля по внутреннему строению похожи друг на друга: на ядра приходится примерно 55 % их радиусов и 16 % их объемов. Марс по размерам находится между Меркурием и «сестрами-близнецами» — Венерой и Землей.