Сторм Данлоп - Азбука звездного неба. Часть 2

• Название: Азбука звездного неба. Часть 2
• Автор: Сторм Данлоп
• Издательство: Мир
• Жанр: Физика
• Год: 1990

Книга известного английского популяризатора астрономии, члена Королевского астрономического общества Сторма Данлопа представляет собой увлекательный путеводитель по звездному небу. Автор подробно рассказывает о разнообразных небесных объектах, дает полезные практические советы по их наблюдению и изучению. Прекрасные фотографии, карты, таблицы, дополняя изложенное, способствуют его более глубокому пониманию.

Адресована любителям астрономии - от учащихся средних школ до специалистов, особенно полезна преподавателям астрономии, руководителям астрономических кружков, популяризаторам науки.

---

Серебристые облака

Серебристые облака — это атмосферные явления, которые возникают на высоте около 80 км над поверхностью Земли и в основном наблюдаются в средних широтах, 45-60°, на протяжении нескольких недель до и после летнего солнцестояния. В этот период сумерки на указанных широтах продолжаются почти всю ночь, и Солнце, находясь под горизонтом, все же освещает облака. По этой причине серебристые облака не наблюдаются ближе к экватору. Они имеют тонкую структуру в виде волн, гребешков, полос или вихрей с серебристыми и голубоватыми оттенками, а у горизонта иногда окрашиваются в золотистый цвет. Картина серебристых облаков довольно изменчива: струи, гребешки и другие структуры все время перемещаются относительно друг друга в самых разных и даже противоположных направлениях. На первый взгляд может показаться, что серебристые облака имеют много общего с обычными перистыми облаками, но их нетрудно отличить, если помнить, что серебристые облака образуются в атмосфере на высоте, в 10 раз большей, чем обычные, что они появляются ближе к полуночи и вытянуты в направлении к полюсу. Как и полярные сияния, серебристые облака настолько прозрачны, что не ослабляют свет ярких звезд.

Рис. 66. Наиболее характерная картина серебристых облаков, запечатленная в полночь (Шотландия).

Природа серебристых облаков пока еще не вполне ясна. По-видимому, они состоят из мельчайших частиц, покрытых льдом и потому отражающих солнечный свет. Откуда берутся эти частицы на таких высотах, тоже не ясно. Не исключено, что это частицы метеорной пыли, ионы или даже вулканическая пыль, попавшая на столь значительные высоты при сильных вулканических извержениях. Движение серебристых облаков связывают с ветрами, господствующими в верхней атмосфере, но высота расположения облаков и некоторые другие их особенности, возможно, определяются восходящими потоками воздуха, формирующимися над горами. Интересно отметить, что серебристые облака появляются в периоды, не благоприятные для наблюдения полярных сияний. Но их наблюдение можно проводить теми же методами и с помощью тех же инструментов, что и наблюдение полярных сияний: как визуально (когда их можно классифицировать по форме), так и фотографически. Наблюдения следует проводить через определенные промежутки времени, скажем, через 15 мин, отмечая изменения в структуре облаков и характере их движения. Нетрудно произвести угловые измерения расположения отдельных деталей облаков.

Фотографирование серебристых облаков

Фотографирование серебристых облаков производится примерно так же, как и полярных сияний: в идеале необходимо направить неподвижную фотокамеру в ту же область неба, что и у других наблюдателей, проведя серию экспозиций через определенные фиксированные интервалы времени. Так как серебристые облака ярче полярных сияний, для их фотографирования можно использовать менее чувствительную (и более контрастную) мелкозернистую пленку или камеру с меньшей апертурой. Возможно, время экспозиции придется уменьшить; это обусловлено не только быстрым перемещением облаков, но и тем, что яркий фон сумеречного неба может засветить пленку. Особенно эффектны цветные снимки; некоторые типы фотопленки, например Кодакхром, способны передать всю гамму естественного цвета облаков. При относительном отверстии объектива D /f = 1/2 и пленке с чувствительностью 100 ASA можно начать с экспозиции продолжительностью 5, 3 и 1 с. Как и при фотографировании полярных сияний, старайтесь приступать к фотографированию в начале каждого часа, делая снимки через 15 мин.

Рис. 67. Только в летние месяцы серебристые облака могут освещаться Солнцем; наблюдатель в это время находится в тени Земли.

Метеоры

Кратковременные вспышки, возникающие в земной атмосфере при вторжении в нее быстродвижущихся мельчайших твердых частиц, получили название метеоров (иногда метеоры неправильно называют «падающими звездами»). Сравнительно крупные частицы могут вызвать очень яркую вспышку. Вспышки, блеск которых превышает звездную величину — 5m (это больше максимального блеска Венеры), называют болидами. В межпланетном пространстве вокруг Солнца движется множество частиц различных размеров — так называемых метеорных тел. Попадая в атмосферу Земли, метеорные тела вследствие трения могут полностью сгореть или разрушиться. Однако наиболее крупные из них сгорают не до конца, и их остатки могут упасть на поверхность Земли; их называют метеоритами. Падение метеорита сопровождается ярким огненным следом.

Поиск метеоритов на поверхности Земли — задача исключительной научной важности, поскольку это единственные небесные тела, которые можно подробно изучать в лабораториях, исключая, конечно, те небольшие образцы лунного грунта, которые были доставлены на Землю астронавтами и автоматическими аппаратами. Даже если ваши «астрономические интересы» не связаны с изучением метеоров, вы тем не менее должны представлять, какую информацию может принести наблюдение этих явлений.

Наблюдение метеоров

Метеоры можно увидеть в любую ясную ночь, а при благоприятных атмосферных условиях даже невооруженным глазом можно заметить 5-10 метеоров в час. Это так называемые спорадические метеоры, связанные с вторжением в земную атмосферу отдельных частиц. Поскольку эти частицы обращаются вокруг Солнца по произвольным орбитам, они могут случайно возникнуть на небе в самых неожиданных местах. Помимо отдельных частиц вокруг Солнца движутся целые их рои. Многие из них порождены распадающимися или распавшимися кометами. Каждый метеорный рой обращается вокруг Солнца с постоянным периодом и многие из них в определенные периоды года встречаются с Землей. В такие периоды число метеоров значительно возрастает, и тогда говорят о метеорных потоках.

Как в космическом пространстве, так и вторгаясь в земную атмосферу, частицы метеорного потока движутся примерно параллельно, но вследствие перспективы создается впечатление, что они вылетают из ограниченной области неба, которую называют радиантом. Метеорные потоки обычно именуют по созвездиям, в которых лежат соответствующие им радианты. Данные о некоторых наиболее известных метеорных потоках приведены в таблице. Иногда метеорные потоки называют по имени той кометы, с которой они связаны. Так, метеорный поток Биэлиды (или Андромениды) получил свое название от распавшейся кометы Биэлы, а Якобиниды (или Дракониды) — от комет Якобини — Циннера.

Активность метеорного потока характеризуют числом метеоров, наблюдаемых за час. Числа, приведенные в таблице, характеризуют активность потока, которую опытный наблюдатель может зарегистрировать при благоприятных условиях в направлении зенита. Совершенно очевидно, что наблюдаемое число метеоров зависит от общих условий видимости, к тому же из-за поглощения света в атмосфере метеоры, вспыхивающие ближе к горизонту, кажутся слабее. Серьезную помеху при наблюдении метеоров создает лунный свет, особенно в периоды за 5-6 дней до и после новолуния; по этой причине в отдельные годы вообще не удается наблюдать некоторые метеорные потоки. Кроме того, интенсивность метеорного потока меняется год от года, и в зависимости от характера распределения метеорных частиц в рое эти изменения могут быть значительными.

Таблица №8

Метеорные потоки

Компактный метеорный рой может порождать метеорные, или звездные, дожди. Примером может служить метеорный поток Леониды, который вызывал звездные дожди большой интенсивности в 1799, 1833 и 1866 гг. (а возможно, и в более ранние исторические эпохи); но он практический исчез в 1899 и 1932 гг. Предполагается, что его исчезновение связано с гравитационным влиянием Юпитера и Сатурна на орбиту этого роя. Однако в 1966 г. интенсивность потока оказалась столь высокой, что за 20 мин удалось наблюдать около 150 тыс. метеоров. Это был поистине невероятный метеорный дождь. Например, такие известные метеорные потоки, как Квадрантиды, Персеиды и Геминиды, порождают не более 50 метеоров в час. Число метеоров также меняется в течение ночи. Перед полуночью наблюдаются только те метеоры, которые создаются частицами, «догоняющими» Землю, и поэтому скорость их вхождения в атмосферу мала. После полуночи частицы и Земля движутся навстречу друг другу, и поэтому их относительная скорость равна сумме скоростей. Поскольку яркость метеора существенно зависит от скорости входа метеорной частицы в атмосферу (чем она больше, тем метеор ярче и лучше видим), наблюдаемое число метеоров возрастает после полуночи.

Рис. 68. Метеоры одного потока входят в атмосферу по параллельным траекториям, но с учетом перспективы кажется, что они исходят из одной точки неба-радианта. Вследствие вращения Земли вокруг Солнца и своей оси метеоры, входящие в атмосферу после полуночи, движутся с большими относительными скоростями и ярче вечерних, поэтому под утро их наблюдается значительно больше, чем вечером.
Рис. 69. На фотографии заметны лишь некоторые из многих тысяч метеоров, которые удалось наблюдать в 1966 г. во время обильного звездного дождя, связанного с метеорным потоком Леониды.
Рис. 70. Метеорный поток Персеиды порождает много ярких метеоров и болидов.
Визуальные наблюдения

Визуальные наблюдения метеоров лучше проводить группой. В этом случае каждый наблюдатель следит за своим участком неба, а кто-то один контролирует время и записывает результаты наблюдений. Однако и одному человеку по силам провести достаточно интересные и ценные наблюдения. Так как метеоры возникают неожиданно, через произвольные интервалы времени, необходимо подготовиться к циклу наблюдений продолжительностью 30 мин каждое. После каждого 30-минутного периода наблюдений нужно сделать небольшой перерыв. Сидя (или лежа) неподвижно в течение даже 30 мин, вы быстро замерзнете, поэтому старайтесь одеваться теплее. Не забывайте отмечать точное время начала и конца наблюдений.