Стивен Маран - Астрономия для "чайников"

• Название: Астрономия для "чайников"
• Автор: Стивен Маран
• Издательство: Диалектика
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2004
• ISBN: 5-8459-0612-1

В этой книге в простой и доступной форме излагаются основы астрономических знаний. Вы совершите увлекательное путешествие по Вселенной и узнаете, как определять планеты и звезды, как исследовать солнечную систему, Млечный Путь и Вселенную за его пределами, что такое Большой Взрыв, квазары, антиматерия и многое другое, как присоединиться к Программе поиска внеземного разума (SETI). Вам станет понятнее смысл современных исследований Космоса. Вы также узнаете, с чего начать при наблюдении неба и какое оборудование для этого необходимо.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

---

 На Европе есть складчатые структуры, похожие на ледяные торосы. Похоже, ее поверхность — это ледяная корка, под которой находятся талый снег и океаны воды, возможно, глубиной 150 км. Помимо Земли, это единственное место в Солнечной системе, где есть веские доказательства наличия воды в жидком состоянии. Наличие воды на Марсе под слоем вечной мерзлоты — это только теория.

 У Каллисто темная поверхность, усеянная многочисленными белыми кратерами. Вероятно, ее поверхность представляет собой грязный лед, смесь льда и камня. А в местах ударов астероидов, комет и крупных метеоритов на поверхность из нижних слоев вышел чистый лед. Отсюда и белые кратеры.

Конечно, вы не будете наблюдать спутники Юпитера крупным планом, так как для этого необходимо очень сложное специальное оборудование. Но в телескоп можно увидеть некоторые аспекты этих спутников (об этом — в следующем разделе).

 Ио, Ганимед, Европа и Каллисто постоянно движутся, меняют свое относительное положение и, по мере обращения вокруг Юпитера, то появляются, то исчезают. Если вы не видите один из этих спутников, то вот некоторые вероятные причины.

 Может, сейчас покрытие, когда один из спутников проходит за диском Юпитера.

 Может, сейчас затмение спутника, когда он заходит в тень Юпитера. Поскольку Земля обычно находится в стороне от прямой линии "Солнце-Юпитер", тень Юпитера может простираться далеко в сторону от него (с точки зрения наблюдателя с Земли). Когда хорошо видимый спутник, находящийся далеко от Юпитера (а не за его диском), внезапно тускнеет и исчезает, значит, он зашел в тень Юпитера.

 Спутник может быть в транзите перед диском Юпитера; в это время его особенно трудно увидеть. Дело в том, что спутники имеют бледные цвета, и по этой причине их трудно разглядеть на фоне облачной атмосферы Юпитера. На самом деле спутник в транзите разглядеть намного труднее, чем его тень (см. ниже).

 Вы можете наблюдать также тень спутника, когда один из них оказывается между Юпитером и Солнцем и отбрасывает тень на планету. Тень — это черное пятно, намного более темное, чем любое облако, перемещающееся на фоне диска планеты. Спутник, отбрасывающий тень, в это время может быть в транзите, т. е. с точки зрения наблюдателя на Земле он виден на фоне диска Юпитера. Но так бывает не всегда. Когда Земля находится далеко в стороне от линии "Солнце-Юпитер", на Юпитер может отбрасывать тень спутник, который не находится перед его диском.

Когда наблюдать спутники

Ежемесячное расписание покрытий, затмений, транзитов и других астрономических событий четырех Галилеевых спутников можно найти в журналах и на Web-сайтах. Можно найти также ежедневные схемы положений этих четырех спутников относительно диска Юпитера. Чтобы отличить один спутник от другого, нужно сравнить то, что вы видите в телескоп, с картой. При наблюдении покрытий, затмений, транзитов и других астрономических событий помните следующее.

 Все четыре Галилеевых спутника обращаются вокруг Юпитера в одном направлении. Когда они находятся с ближней к Земле стороны Юпитера (с точки зрения наблюдателя на Земле), то движутся с востока на запад, а когда с обратной — то движутся с запада на восток.

 Поэтому спутник в транзите движется в западном направлении, а спутник, с которым должно произойти покрытие или затмение, — в восточном. Имеются в виду географические направления (восток-запад) в небе над Землей.

При отличных условиях видимости в телескоп с диаметром объектива 15 см и больше можно даже рассмотреть некоторые детали на Ганимеде, самом крупном из Галилеевых спутников. (Более подробно о телескопах говорилось в главе 3.) Но, чтобы рассмотреть детали поверхности, необходимо изображение, полученное межпланетным космическим аппаратом, посетившим систему Юпитера.

 Самые лучшие изображения Юпитера и его спутников получены космическими зондами Galileo и Voyager-1 и Voyager-2, а также космическим телескопом "Хаббл". Изображения, сделанные Galileo, находятся по адресу galileo.iw.nasa.gov/images.html. А коллекцию изображений, сделанных телескопом "Хаббл", можно посмотреть на сайте Института космических исследований с помощью телескопов (Space Telescope Science Institute) по адресу oposite.stsci.edu/pubinfо/SolarSystemT.html#Jupiter. Изображения, полученные космическим зондом Voyager, а также некоторые другие, вы найдете на Web-сайте "Планетный фотожурнал NASA" (NASA's Planetary PhotoJournal) по адресу photojournal.jpl.nasa.gov/. Чтобы попасть в нужный раздел, щелкните на изображении Юпитера.

 Юпитер и кометы

Иногда, очень редко, в Юпитер врезается комета, и тогда появляется темное пятно, которое может быть видно несколько месяцев. Никто не знал об этом до июля 1994 года, когда огромные осколки распавшейся кометы Шумейкера-Леви врезались в Юпитер. Но астрономы изучили старые сведения о деталях на диске Юпитера и обнаружили несколько подозрительных отметин, которые, вероятно, возникли таким же образом.

Конечно, маловероятно, что вы увидите, как комета врезается в Юпитер, но эту возможность тоже нужно иметь в виду. Поэтому, если вы увидите какое-нибудь новое темное пятно, сделайте заметку об этом и постарайтесь зарисовать его расположение.

Астроном-любитель Дэвид Леви стал известным на весь мир после того, как помог открыть комету Шумейкера-Леви-9, врезавшуюся в Юпитер. Благодаря своим ясным и понятным отчетам об этом и других астрономических событиях он теперь получает высокие гонорары за лекции, статьи и книги. И вы тоже можете стать всемирно известным — для этого достаточно внимательно наблюдать за движением небесных объектов в Солнечной системе!

Миссия Galileo

Космический зонд Galileo был запущен к Юпитеру в 1989 году и в декабре 1995 года вышел на орбиту планеты. В течение 8 лет Galileo изучал Юпитер с близкого расстояния. Несмотря на неудачи, преследовавшие его с самого начала, эта космическая миссия оказалась одной из самых удачных. Впервые за всю историю космических исследований, ученые получили точные данные об атмосфере Юпитера и о его естественных спутниках — Европе, Ганимеде, Ио и Каллисто.

С борта автоматической исследовательской станции на Землю была передана информация о составе атмосферы планеты и характеристиках ее магнитного поля. Эти данные помогли ученым разгадать многие загадки Юпитера, в частности причину бушующих там гроз. Однако самые сенсационные открытия были сделаны при изучении спутников Юпитера: сделаны снимки извержения вулканов на Ио и ледяной коры Европы.

Полученные данные говорят о том, что поверхность Европы не похожа ни на что другое в Солнечной системе. Она ровная и гладкая и не покрыта кратерами. Ученые предполагают, что это лед. Раз есть лед, значит, есть вода. А там, где есть вода, может быть жизнь. Данные, полученные Galileo, с высокой вероятностью говорят о том, что на Европе есть гигантский океан глубиной до 50 км. И, по мнению ученых, в нем может жить кто угодно — от простейших микробов и бактерий до таких существ, которых землянам даже трудно себе представить.

Если бы Galileo оставался на орбите до полной выработки ресурсов, то упал бы на Европу. И тогда земные микроорганизмы, живущие на космическом корабле, заразили бы маленькую планету и нанесли непоправимый вред живым микроорганизмам, которые, возможно, ее населяют. Именно поэтому руководство NASA приняло решение сжечь Galileo в атмосфере Юпитера. И 21 сентября 2003 года Galileo сгорел в его атмосфере. Даже во время падения исследовательский аппарат продолжал передавать информацию на Землю[24].

Сатурн и его фантастические кольца

Большинство людей знают о Сатурне благодаря его удивительным кольцам. В течение многих веков астрономы считали, что Сатурн — это единственная планета, имеющая кольца. Но сегодня известно, что кольца есть у всех четырех планет — газовых гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Однако большинство этих колец слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть в малый или даже большой телескоп с Земли. И только Сатурн является счастливым исключением из этого правила!

 Кольца Сатурна обычно легко увидеть, потому что они большие и состоят из ярких ледяных частиц — мириады мелких и крупных ледяных осколков. В малый телескоп можно увидеть эти кольца, а также тени, которые они отбрасывают на диск Сатурна (рис. 8.3). При отличных условиях наблюдения можно увидеть также щель Кассини — промежуток между кольцами, названный в честь исследователя, впервые сообщившего о нем.

Рис. 8.3. Сатурн и его кольца