Энциклопедия астрономии

Спокойное Солнце

admin — Sun, 28 Dec 2008 12:00:15 +0000

Возможна ли жизнь на Земле без Солнца? Чтобы ответить на этот вопрос, представим себе то, чего на самом деле быть не может. Вообразим, что Солнце вдруг исчезло или что какая-то огромная заслонка преградила путь его лучам к нашей планете. Тогда Земля внезапно погрузится во мрак. Луна и планеты, отражающие солнечные лучи, также перестанут светить. Лишь тусклый свет далеких звезд будет освещать Землю. Зеленые растения погибнут, так как они могут усваивать углерод из воздуха только под воздействием солнечных лучей. Животным нечем будет питаться, и они начнут вымирать от голода. Помимо этого, все живое станет замерзать от страшного холода, который быстро распространится по Земле. Воздух, океаны и суша очень скоро отдадут мировому пространству ту энергию, которую они постоянно получают от Солнца. Перестанут дуть ветры, и замерзнут все водоемы. Начнет сжижаться воздух, и на Землю польется дождь из жидкого кислорода и азота. В результате наша планета покроется слоем льда из твердого воздуха. Сможет ли в таких условиях существовать жизнь? Конечно, нет.
К счастью, ничего этого быть не может и каждый день Солнце посылает на Землю свои животворные лучи, нагревая сушу, воды и воздух,заставляя испаряться водоемы, приводя к образованию облаков и ветров, способствуя выпадению осадков, Давая тепло и свет животным и растениям.
Энергия Солнца огромна. Даже та ничтожная ее доля, которая попадает на Землю, оказывается очень большой. Энергия солнечных лучей, падающих на квадратный метр земной поверхности, может заставить работать двигатель мощностью около двух лошадиных сил, а вся Земля в целом получает от Солнца в десятки тысяч раз больше энергии, чем могли бы выработать все электростанции мира, если бы они работали на полную мощность.

Земля

admin — Sun, 21 Dec 2008 12:05:27 +0000

После Венеры по степени отдаленности от Солнца идет Земля. На этой планете живем мы с вами, и для ее изучения не нужно прибегать к телескопам. Поэтому природа Земли изучается и описывается не астрономами, а географами. Тем не менее Земля — тоже небесное светило. Какой же она выглядела бы для наблюдателя, находящегося на другом небесном теле?
Если смотреть с Луны, Земля будет казаться большим диском, который по поперечнику будет почти в 4 раза больше лунного диска, рассматриваемого с Земли. Ведь действительный, или линейный, диаметр Земли почти в 4 раза больше диаметра Луны.Земля для лунного наблюдателя проходит такую же смену фаз, какую мы знаем для Луны. Иначе и быть не может, поскольку ночная сторона земного шара темная, а дневная — светлая. По времени «земные фазы» точно противоположны лунным. Когда мы любуемся полной Луной, к Луне бывает обращена темная половина Земли, т. е. наступает момент «новоземелия». Когда у нас новолуние, на Луне наступает «полноземелие», и Земля с Луны видна как полностью освещенный диск. Когда освещенная Солнцем часть Луны видна нам как узкий серп, остальная часть лунного диска также слегка светится. Это называется пепельным светом. Свет полной Земли на Луне приблизительно в 100 раз сильнее, чем лунный свет у нас. В том, что это так, можно убедиться, измеряя яркость пепельного света на Луне, который как раз и получается за счет освещения Землей темной стороны лунного шара.
Такая сила земного освещения обусловлена двумя причинами: во-первых, Земля крупнее и потому ее диск по площади в 14 раз больше лунного; во-вторых, Земля лучше отражает солнечные лучи, так как имеет более светлую окраску. Это в свою очередь происходит оттого, что на Земле есть воздух, и притом с белыми облаками, а на Луне нет никакой атмосферы.
Если смотреть на Землю с Луны, то она будет совсем не похожа на те глобусы, к которым мы привыкли в школе. Вместо очертаний материков и океанов, которые так пестро раскрашены на глобусах, больше половины диска Земли будет занято причудливым и изменчивым узором каких-то белых пятен. Эти пятна не что иное, как облака и тучи, закрывающие от постороннего взора расположенную под ними поверхность. В промежутках между ними можно разглядеть очертания берегов океанов, контуры пустынь, лесов и особенно снегов, однако все это будет видно не очень ясно из-за голубой воздушной дымки. Эта дымка хорошо известна всем, кто с возвышенности любовался далями, кому случалось летать на больших высотах. Вот это воздушно-облачное одеяние и является причиной того, что Земля отражает в пространство 40—50% падающих на нее солнечных лучей, в то время как Луна отражает их менее 7%.
На Луне пока никто еще не побывал и на Землю с нее не смотрел. Поэтому и вид земного шара с Луны ученые определяют на основании разных косвенных данных. Однако эти данные оказываются совершенно правильными: когда первый космонавт — Юрий Гагарин, совершая свой первый в истории космический рейс, посмотрел на Землю с космического корабля, то он увидел ее именно такой, как предполагали ученые. А второй космонавт — Герман Титов привез из своего космического путешествия замечательные цветные снимки.

Меркурий - мир жары и холода

admin — Sun, 21 Dec 2008 12:04:04 +0000

Рассказ о планетах мы начнем с той из них, которая находится ближе всего к Солнцу. Ее называют Меркурий. Свою короткую орбиту Меркурий обегает за 88 земных суток. Значит, год на нем короче наших трех месяцев.
Меркурий — яркое светило, но увидеть его не так просто. Дело в том, что, находясь на небе вблизи Солнца, Меркурий всегда виден нам недалеко от солнечного диска; он отходит от него то влево (к востоку), то вправо (к западу) лишь на небольшое расстояние, которое не превосходит 28°. Поэтому его можно увидеть только в те дни года, когда он отходит от Солнца на самое большое расстояние.Пусть, например, Меркурий отодвинулся от Солнца влево. Солнце и все светила в своем суточном движении плывут по небу слева направо. Поэтому сначала заходит Солнце, а через час с небольшим заходит и Меркурий. Вот в течение этого часа, который проходит между закатом Солнца и заходом Меркурия, и надо искать эту планету низко над западным горизонтом. Плохо то, что небо в это время на западе светлое — на нем заря. Поэтому на севере СССР, например в Ленинграде, где заря пылает часа два, найти Меркурий удается очень редко. Другое дело на юге: там сумерки короткие, заря гаснет быстро, и Меркурий часто удается увидеть на потемневшем небе.
Если рассматривать Меркурий в телескоп, то он будет выглядеть, как маленькая Луна, с очертаниями либо узкого серпика, либо неполного круга. Меркурий — темный шар, собственного света он не дает и сияет на небе за счет отражения солнечных лучей. На той половине Меркурия, которая повернута к Солнцу,— день, на другой — ночь. Мы видим только освещенную часть планеты. Диаметр Меркурия в 21/2 раза меньше диаметра Земли и в 11/2 раза больше диаметра Луны.
В сильный телескоп на Меркурии можно заметить темные пятна. Они имеют примерно такой же вид, как «моря» на Луне для невооруженного глаза. Наблюдая за этими пятнами, ученые установили одну важную особенность. Двигаясь по своему пути вокруг Солнца, Меркурий вращается вокруг своей оси так, что к Солнцу обращена всегда одна и та же его половина. Это значит, что на одной стороне Меркурия всегда день, а на другой — всегда ночь.
Измерения яркости света показывают, что поверхность Меркурия покрыта какими-то темными, очень неровными каменными породами коричневатого оттенка.
Меркурий гораздо ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому Солнце на нем светит и греет в 7 раз сильнее, чем у нас.

Планета-гигант - Юпитер

admin — Sun, 14 Dec 2008 12:06:48 +0000

Юпитер — самая крупная из всех планет солнечной системы. Он находится от Солнца на расстоянии 777,6 млн. км, или более чем в 5 раз дальше, чем Земля.
Свой путь вокруг Солнца Юпитер проходит почти за 12 земных лет.
Диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли, а по объему из Юпитера можно было бы сделать 1312 таких шаров, как Земля. Но, обладая такими огромными размерами, Юпитер по массе только в 317 раз больше Земли. Это
значит, что Юпитер состоит совсем не из такого вещества, как Земля. Наш земной шар сложен из тяжелых каменных пород, а в его центре некоторые ученые предполагают ядро из еще более тяжелых веществ — металлов. Юпитер имеет другое строение: в среднем его вещество немногим тяжелее воды.
В те месяцы, когда Юпитер бывает виден, его легко найти на небе, потому что он светит ярче всех других звезд и планет, кроме Венеры. По блеску Юпитер занимает на небе четвертое место — после Солнца, Луны и Венеры. Только Марс способен давать такой же сильный свет, но лишь в редкие дни наибольших сближений его с Землей.
Если посмотреть на Юпитер в небольшую зрительную трубу, то можно увидеть замечательную картину: возле яркого шара планеты видны четыре звездочки. Это самые большие спутники Юпитера. Они каждый день бывают расположены по-разному: то два справа, два слева; то три с одной стороны, а один — с другой; то все четыре расположатся цепочкой по одну сторону от Юпитера. А бывает и так, что какой-нибудь из спутников спрячется за шар Юпитера, или станет перед ним и исчезнет на его фоне, либо попадет в тень от Юпитера — произойдет затмение данного спутника Юпитера. Во всех этих случаях спутник становится невидимым.
Эти четыре спутника Юпитера очень крупные, их диаметры составляют от 3000 до 5070 км, два из них размером больше, чем Меркурий, но несколько меньше его по массе. Кроме того, у Юпитера есть еще 8 мелких спутников, которые можно увидеть только в сильные телескопы. Таким образом, всего у Юпитера 12 спутников и все это обширное семейство движется вместе с самим Юпитером вокруг Солнца.

Планеты Уран,Нептун и Плутон

admin — Sun, 07 Dec 2008 12:08:27 +0000

Даже в XVIII в. планетная система была известна только до Сатурна. Но уже тогда предполагали, что список планет Сатурном не оканчивается и существуют еще более далекие планеты, которые невооруженным глазом увидеть нельзя.
Это мнение блестяще подтвердилось, когда в 1781 г. английский астроном Гершель, наблюдая звезды в телескоп, заметил новое светило, которому, судя по звездной карте, быть тут не полагалось. Понаблюдав за этим светилом несколько дней, Гершель увидел, что оно перемещается среди звезд и, значит, представляет собой планету.
Оказалось, что эта планета обращается вокруг Солнца на расстоянии 2868 млн. км и совершает полный оборот за 84 года. Новой планете дали имя Уран. Со временем у нее нашли пять спутников.
Наблюдая Уран, ученые обнаружили в его движении некоторые неправильности. Они могли происходить только от существования какой-то еще более удаленной планеты. Эта неведомая планета своим притяжением немного сдвигает Уран с того пути, по которому он обращался бы под действием притяжения Солнца и известных уже планет.
В то время большого совершенства уже достиг раздел астрономии, называемый небесной механикой.
Способы расчета, которыми пользуются ученые в небесной механике, позволяют точно определять возмущения, т. е. отклонения в движении какой-нибудь планеты, возникающие под влиянием притяжения ее соседними планетами.
Обычно в небесной механике приходится вычислять возмущения по уже известному расположению других планет. При изучении движения Урана нужно было решить обратную задачу: зная возмущения, найти место вызывающей их неизвестной планеты. Эту трудную задачу решили в 1845—1846 гг. французский астроном Леверье и английский ученый Адаме. Только одними расчетами, совсем не глядя на небо, они указали место на небе, где должна находиться неизвестная планета. И действительно, когда на это место немецкий астроном Галле в 1846 г. направил телескоп, то обнаружил новую планету. Так была открыта восьмая планета солнечной системы — Нептун. У нее оказалось два спутника. Один из них — Тритон — по размерам и массе близок к большим спутникам Юпитера и к Титану, крупнейшему спутнику Сатурна.
Открытие Нептуна было великим торжеством науки: оно ясно показывало, что верны
те законы движения и притяжения, которые открыл великий Ньютон и на которых основаны все расчеты, выполняемые в небесной механике. Со временем оказалось, что не все неправильности в движении Урана могут быть объяснены влиянием притяжения Нептуна. Возникло предположение о существовании в солнечной системе планеты, еще более удаленной, чем Нептун.
В 1930 г. удалось отыскать еще одну планету; она находится от Солнца почти в 40 раз дальше, чем Земля, и делает оборот вокруг Солнца почти за 250 лет. Это девятая планета солнечной системы — Плутон.

Кометы

admin — Mon, 01 Dec 2008 12:09:30 +0000

Кометы принадлежат к числу наиболее красивых небесных тел. Появление на небе яркой кометы сразу привлекает к себе всеобщее внимание. Светлые туманные оболочки, окружающие небольшое ядро, длинный хвост, тянущийся иногда на полнеба, быстрое движение среди звезд — все это делает комету непохожей на остальные небесные светила. Необычный вид комет и неожиданность их появления на небе служили в течение многих веков источником всевозможных суеверий.
Астрономы и поныне, как правило, не могут предсказывать появление на небе ярких комет. Это объясняется особенностями движения и строения комет. Подавляющее большинство комет движется вокруг Солнца по огромным, сильно вытянутым путям, уходящим в сотни и тысячи раз дальше орбит наиболее далеких от Солнца планет. Один оборот по такой орбите длится многие тысячи и даже миллионы лет. Кометы холодные, не самосветящиеся тела; они начинают светиться и становятся видимыми только тогда, когда подходят близко к Солнцу. От одного их приближения к Солнцу до следующего проходят тысячелетия. Следовательно, кометы, которые будут наблюдаться в ближайшие годы, предстанут перед глазами астрономов впервые — раньше они появлялись так давно, что даже в древнейших летописях нельзя найти о них никаких сведений. Поэтому нет ничего удивительного в том, что астрономы не могут предсказать их появление.

Исключение составляют сравнительно немногочисленные короткопериодические кометы. Они возвращаются к Солнцу через несколько лет или несколько десятков лет. Астрономами уже открыто около 100 таких комет. Для половины из них хорошо изучены орбиты, и появление их предсказывается с большой точностью. К сожалению, почти все такие кометы слабые, и их не видно невооруженным глазом.
Приближающаяся к Солнцу комета, если ее удается заметить еще на большом расстоянии от него, имеет вид слабого туманного округлого пятнышка. Середина его ярче краев, и зачастую там бывает видно звездообразное ядро. Ядро и окружающие его оболочки составляют голову кометы. Постепенно яркость кометы возрастает, и наконец появляется небольшой туманный хвост; он всегда направлен прочь от Солнца.
По мере приближения кометы к Солнцу яркость и длина ее хвоста увеличиваются, а когда комета бывает ближе всего к Солнцу, хвост достигает наибольших размеров. При удалении кометы от Солнца хвост постепенно сокращается, комета снова превращается в слабое туманное пятнышко и наконец делается совсем невидимой.
Яркость хвоста кометы всегда меньше яркости ее головы, и потому у слабых комет хвост иногда совсем не удается заметить.

Гиганты и карлики в мире звезд

admin — Fri, 28 Nov 2008 12:25:33 +0000

Количество энергии, излучаемое единицей поверхности звезды, скажем 1 м2, зависит от температуры звезды и растет с нею. У двух звезд с одинаковой температурой равные площади их поверхности излучают одинаково. Значит, если у двух звезд одинаковой температуры светимости различаются, например, в 100 раз, то во столько же раз различаются по своей площади и их поверхности. Большая поверхность в сумме излучает и больше энергии. Но у шаров, форму которых имеют звезды, поверхность пропорциональна квадрату радиуса. Значит, в нашем примере звезда, у которой при той же температуре светимость в 100 раз больше, имеет радиус или диаметр в 10 раз больше.
Так, по светимости звезды, но с учетом различия температур можно вычислить ее радиус. Оказалось, что разнообразие в размерах звезд громадно, хотя и меньше, чем в их светимости.
В мире звезд существуют и карлики, и гиганты. Наше Солнце и даже звезды значительно больше его считаются карликами. А ведь Солнце больше Земли по диаметру в 109 раз. Чем холоднее и краснее карлики, тем они меньше. Красные карлики меньше Солнца по диаметру раз в десять, и, по-видимому, они составляют большинство звездного «населения». Чем звезды больше, тем реже они встречаются в пространстве. Особенно редко встречаются звезды-гиганты. В противоположность карликам они чем холоднее и краснее, тем больше, так что самыми огромными звездами являются красные гиганты. Диаметр красной звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона более чем в 300 раз превышает диаметр Солнца, а красный Антарес в созвездии Скорпиона по диаметру в 450 раз больше Солнца. Такие звезды обычно называют сверхгигантами. Желтый гигант Капелла из созвездия Возничего только в 12 раз больше Солнца. Одна из самых больших ныне известных звезд — VV Цефея. Внутри этого гигантского шара могли бы уместиться орбиты планет вплоть до Юпитера.

“Дьявольские” звезды

admin — Fri, 21 Nov 2008 12:27:00 +0000

Вторую по блеску звезду в созвездии Персея, обозначаемую греческой буквой бета (), когда-то арабы назвали Алголь, что значит «дьявол». Дьявольскому наваждению они приписывали то, что эта звезда второй видимой величины по временам ослабевает в блеске в 3—4 раза. Ведь остальные звезды отличаются постоянством своего света.
Английский любитель астрономии, глухонемой юноша Гудрайк (1765—1786) выяснил закономерности в изменении блеска Алголя и дал им объяснение. Оказалось, что в течение 59 часов блеск звезды не меняется, затем в течение почти 5 часов он падает, а в следующие то же почти 5 часов возрастает до прежнего уровня. Так с периодом в 2 суток 20 часов 49 минут блеск звезды испытывает колебания, в точности повторяющие друг друга. Причина такого странного поведения звезды, как выяснил Гудрайк, заключается в том, что Алголь — двойная звезда. Орбита ее лежит почти в точности на нашем луче зрения. Поэтому когда звезды обращаются вокруг общего центра масс, то они по очереди частично закрывают для нас одна другую. Происходят периодические затмения.
Впоследствии было обнаружено, что в промежутках между минимумами блеска, известными ранее, блеск Алголя немного ослабевает. Это означает, что спутник Алголя все же светится (Гудрайк полагал, что он темный) и общий блеск системы немного слабеет, когда менее яркая звезда закрыта более яркой.
Развитие науки подтвердило объяснение, данное глухонемым юношей. Алголь оказался тесной парой двух звезд с периодом обращения, равным периоду кажущегося изменения его блеска. Ничего дьявольского в этой звезде не осталось. Она теперь «дьявольски» подробно изучена.
Сейчас известны сотни других двойных звезд, подобных Алголю, блеск которых нам кажется периодически меняющимся вследствие периодически повторяющихся затмений.

Маяки Вселенной - цефеиды

admin — Fri, 14 Nov 2008 12:27:29 +0000

У звезд типа Алголя меняется их видимый блеск вследствие периодических затмений одной звезды другой, и светимость звезд при этом не меняется. Но есть звезды, действительно физически меняющие свою светимость.
Параллельно с изменением блеска более или менее меняются цвет и температура их, а иногда и размеры.
Среди звезд переменного блеска, называемых для краткости просто переменными, наибольший интерес представляют цефеиды. Их назвали так по типичной представительнице этого класса звезд — звезде дельта (о) в созвездии Цефея. С периодом в 5 суток 10 часов 48 минут ее блеск непрерывно меняется в пределах 3/4 звездной величины. Он возрастает быстрее, чем убывает. В минимуме блеска звезда краснее и на 800° холоднее, чем в максимуме. Оказалось, что цефеиды — это пульсирующие звезды. Как у надувного резинового мяча, их поверхность то увеличивается, то уменьшается. Но пульсирует, расширяясь и сжимаясь, все тело звезды. При сжатии ее происходит нагревание, а при расширении — охлаждение. Изменение размера и температуры поверхности звезды и вызывает колебания ее излучения.
Цефеид известно очень много, и периоды изменения блеска их различны, от нескольких часов до 45 суток, но у каждой в отдельности цефеиды период ее не изменяется. У цефеид есть два замечательных свойства. Во-первых, это звезды-гиганты и сверхгиганты, видные нам с огромных расстояний. Из глубин мироздания они светят нам, как маяки для кораблей в море, и поэтому их называют маяками Вселенной. Во-вторых, у цефеид длительность периода изменения блеска тесно связана с их средней светимостью.
Чем больше светимость, тем длиннее период изменения блеска. Это позволяет из легкодоступных наблюдений определить период, а по нему узнать светимость данной цефеиды, т. е. ее истинную силу света.

Вспышки новых и сверхновых звезд - мировые катастрофы

admin — Fri, 07 Nov 2008 12:28:59 +0000

В 1925 г. в Южной Африке один почтальон — любитель астрономии — разнес почту и возвращался домой. Стало уже темно. Он остановился, чтобы окинуть взглядом знакомые созвездия. Вон там сияет Южный Крест, здесь — Центавр, а там — созвездие Живописца. Но что это? Почему так странно изменился его вид? Изменились очертания фигуры, образованной яркими звездами. В чем дело? В созвездии видна какая-то яркая звезда, которой тут вчера еще не было. Ведь это не планета. Планеты переходят из созвездия в созвездие за месяцы и даже за годы, да и созвездие Живописца не зодиакальное. В нем планеты не бывают.
Ясно, в созвездии Живописца вспыхнула новая звезда. Почтальон немедленно сообщил о своем открытии в ближайшую обсерваторию, а та, как обычно, телеграфно известила центр экстренных извещений об астрономических открытиях в Копенгагене. Через несколько часов новую звезду в Живописце уже наблюдали многие обсерватории мира.
Почтальон был не единственным любителем астрономии, которому посчастливилось открыть неожиданно вспыхнувшую новую звезду.
Например, новую звезду в созвездии Персея в 1901 г. открыл киевский гимназист Борисяк, новую звезду в созвездии Геркулеса в 1960 г. — норвежский любитель астрономии Хассель.
Новые звезды вспыхивают неожиданно. Собственно говоря, это не новые звезды, а вспышки некоторых звезд, до этого светящих обычно, как наше Солнце, но более горячих, белого цвета. Далекая неприметная звездочка за 1—2 суток разгорается, и блеск ее усиливается в десятки тысяч раз. В это время она становится во столько же примерно раз ярче Солнца. Если так вспыхнула близкая звезда, то в наибольшем блеске мы видим ее как звезду 1-й величины. Если же вспыхнула очень далекая звезда, то и в наибольшем блеске она не привлечет к себе внимания и либо останется незамеченной, либо будет обнаружена через годы при сравнении друг с другом слабых звезд на фотографиях, полученных в разное время.
Новыми такие звезды назвали в прежнее время, когда думали, что это действительно появились новые, не существовавшие ранее звезды.
Новая звезда в наибольшем блеске остается недолго, обычно около суток. Уже со следующего дня ее блеск начинает быстро падать, иногда плавно, иногда судорожно, как свет гаснущего костра, но чем дальше, тем медленнее. Через несколько лет она становится такой же, какой была до вспышки.
Различными исследованиями установлено, что в нашей звездной системе ежегодно вспыхивают десятки или даже сотни новых звезд. Но мы замечаем лишь немногие из них, ближайшие. А совсем близкие, кратковременно соперничающие с самыми яркими звездами неба, наблюдаются редко. Их видели в 1901, 1918, 1920, 1925, 1934, 1940, 1944 гг.
Чем лучше вы будете знать звездное небо, тем больше у вас будет шансов открыть новую звезду. Надо лишь каждый вечер по нескольку минут наблюдать знакомые созвездия.
Почему так катастрофически растет блеск новых звезд? Оказывается, что у некоторых звезд под влиянием еще не вполне раскрытых внутренних физических процессов внезапно срываются их внешние оболочки, излучающие свет, и с огромной скоростью, достигающей 1000 км/сек, несутся в окружающее звезду пространство, раздуваясь, как мыльный пузырь. Такая оболочка быстро увеличивает свою поверхность и излучает больше света. В наибольшем своем блеске раздувшаяся оболочка больше нашего Солнца по диаметру в сотни раз.