Астрономия для "чайников"

Свет дает нам информацию о планетах, спутниках и кометах нашей Солнечной системы; о звездах, звездных скоплениях и туманностях нашей галактики; об объектах, находящихся за пределами нашей галактики.

В древние времена люди не думали о физике и химии звезд; они запоминали и передавали следующим поколениям легенды и мифы: о Большой Медведице, Звезде Дьявола, о Лунном человеке, о драконе, пожирающем Солнце во время солнечного затмения, и т. д. Эти сказания были разными у разных народов, но многие люди научились распознавать конфигурации звезд. В Полинезии опытные местные мореплаватели проходили в открытом море на гребных судах сотни миль без компаса и каких-либо береговых ориентиров в поле зрения. Они плавали, ориентируясь по звездам и Солнцу и используя свои знания преобладающих ветров и течений.

Наблюдая за светом, исходящим от звезды, даже древние люди отмечали ее яркость, положение на небе и цвет. Эта информация помогала людям отличать один небесный объект от другого и узнавать уже знакомые им объекты. Вот самое простое, что вы должны уметь, наблюдая звездное небо:

отличать звезды от планет;

определять названия созвездий и звезд;

определять блеск (соответствующий звездной величине);

определять положение небесного объекта в небе (с помощью специальных единиц измерения);

узнавать метеоры и кометы.

Как отличить планеты от звезд

Слово "планета" произошло от древнегреческого слова planetes, буквально "странник". Древние греки, как и почти все остальные древние народы, заметили, что пять светящихся точек перемещаются на фоне остальных звезд на небе. Причем одни постоянно движутся вперед, а другие время от времени делают петлю и движутся назад по своему собственному пути. И никто не знал — почему. Эти светящиеся точки обычно не мерцали, как остальные звезды. И данному различию также не было никакого разумного объяснения. У каждого народа были свои названия для этих пяти светящихся точек или планет. А сегодня мы называем их Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. И почти все уже знают, что они не блуждают среди звезд, а вращаются вокруг Солнца — звезды, находящейся в центре нашей системы.

Сегодня мы знаем, что планеты — это объекты, которые больше или меньше Земли, но что все они гораздо меньше Солнца. Они намного ближе к Земле, чем к звездам (отличным от Солнца), поэтому, по крайней мере в телескоп, они видны в форме дисков. Это значит, что планеты имеют круглую форму и различимый размер. А звезды находятся так далеко от Земли, что даже в мощный телескоп кажутся всего лишь светящимися точками.

Названия звезд и созвездий

Посетителям лекций в планетарии, которые вытягивали свои шеи, чтобы увидеть звезды, проектируемые над их головами, я привык повторять: "Если вы не видите над головой Большую Медведицу, не волнуйтесь. Волноваться следует, скорее, тем, кто ее видит".

Древние люди делили небо на воображаемые фигуры, например Большая Медведица (Ursa Major)[4], Лебедь (Cygnus), Персей (Perseus) и Андромеда (Andromeda). Каждая фигура соответствовала некоторой конфигурации звезд. Хотя, честно говоря, большинству людей Андромеда совсем не напоминает силуэт прикованной девушки или что-либо другое в этом роде (рис. 1.2).

Сегодня небо делят на 88 созвездий, в которые входят все видимые звезды. Международный астрономический союз (International Astronomical Union), высший руководящий орган в астрономии, определяет границы созвездий, чтобы существовало четкое разделение, к какому созвездию относится каждая звезда. Раньше карты неба рисовали разные астрономы, которые не придерживались единых стандартов. Но так быть не должно. Когда вы читаете, что туманность Тарантул (Tarantula) находится в созвездии Золотая Рыба (Dorado) (подробности— в главе 12), то знаете, что искать ее надо в созвездии Золотая Рыба, расположенном в Южном полушарии.

Самое большое созвездие — это Гидра (Hydra), а самое маленькое — Южный Крест (Crux). На самом деле есть и Северный Крест, но вы не найдете его в списке созвездий, потому что это астеризм в созвездии Лебедя. По поводу названий созвездий существует общая договоренность, но по поводу того, что означает каждое название, согласия нет. Например, некоторые астрономы называют созвездие Золотая Рыба "Рыба-меч", но я за то, чтобы отвергнуть это название. А созвездие Змеи (Serpens) разделено на две несвязанные части, расположенные по обеим сторонам созвездия Змееносца (Ophiuchus), — Голова Змеи (Serpens Caput) и Хвост Змеи (Serpens Cauda).

Отдельные звезды в созвездии обычно никак не связаны между собой, просто с Земли они кажутся расположенными поблизости. Одни звезды могут находиться сравнительно недалеко от Земли, а другие — на гораздо больших расстояниях. Но для наблюдателя с Земли они складываются в определенный рисунок.

Как правило, всем ярким звездам в созвездии древние греки либо астрономы более поздних времен присвоили какую-нибудь греческую букву. Самую яркую звезду любого созвездия обычно называют "альфа" (первая буква греческого алфавита). Вторую по яркости звезду называют "бета" (вторая буква греческого алфавита), и т. д. до "омеги", двадцать четвертой (и последней) буквы. Кстати, все эти греческие буквы — строчные, а не прописные, и пишутся они так: α, β…, ω.

Поэтому Сириус, самая яркая звезда на ночном небе — которая находится в созвездии Большого Пса (Canis Major) — называется Альфа Большого Пса (Alpha Canis Majoris). (Астрономы добавляют в названиях окончания, чтобы получить латинский родительный падеж. Что поделаешь, ученые всегда любили латынь.) В табл. 1.1 приведен список букв греческого алфавита по порядку — названия букв и соответствующие им символы.

Но если сегодня посмотреть на созвездия, то станет ясно, что далеко не всегда порядок яркости звезд точно соответствует греческим буквам, обозначенным на звездной карте. Эти исключения вызваны следующим.

Буквы присваивались на основании наблюдений невооруженным глазом, которые не очень точны.

Со временем авторы звездных атласов меняли границы созвездий, поэтому некоторые звезды переместились в другие созвездия, хотя звездам уже присвоили определенные буквы.

Многие мелкие созвездия и созвездия Южного полушария были нанесены на карты не во времена Древней Греции, а намного позже, поэтому прежние правила не всегда соблюдались.

Через многие столетия после древних греков яркость некоторых звезд изменилась.

В качестве примера можно привести созвездие Лисички (Vulpecula), в котором только одной звезде присвоена греческая буква (альфа).

У астрономов нет специальных названий, таких как Сириус, для каждой звезды созвездия Большого Пса, поэтому они просто называют их греческими буквами или другими символами. На самом деле существуют созвездия, в которых нет ни одной поименованной звезды. (Не "покупайтесь" на рекламу, в которой предлагают дать имя звезде за определенную сумму денег. Международный астрономический союз не признает "купленных" звездных названий.) В других созвездиях звездам присваивали греческие буквы, но оказалось, что в них больше 24 легкоразличимых звезд, и греческих букв не хватило. Поэтому многим звездам астрономы присвоили цифры и буквы латинского алфавита: например 236 Лебедя (236 Cygni), b Лисички (b Vulpeculae), HR 1516 и т. д. Есть даже звезды, которые называются RU Lupi и SX Sex (честное слово, я это вовсе не выдумал). Но как и любые другие звезды, их можно определить не по названиям, а по положению на небе (указанному в астрономических таблицах), блеску, цвету и друг им характеристикам.

Если вы заглянете в звездный атлас, то увидите, что отдельные звезды в созвездии не отмечены как α Canis Majoris, β Canis Majoris и т. д. Обычно область всего созвездия обозначена как "Canis Major", а отдельные звезды — просто как α, β и т. д. Когда в каком-нибудь астрономическом журнале вы читаете про звезду, которая предлагается в списке объектов для наблюдения, то, скорее всего, она не будет упомянута ни как Alpha Canis Majoris, ни даже как α Canis Majoris. Вместо этого для экономии места она будет обозначена как α Cma; "Cma" — это сокращение Canis Majoris. Сокращенные обозначения созвездий приведены в табл. 1.2.

Поскольку альфа — не всегда самая яркая звезда в созвездии, для описания "высокого" статуса самой яркой звезды нужен другой термин. Этот термин — люцида (lucida). Люцида Большого Пса — Сириус (в данном случае α Большого Пса), но люцида Ориона (Orion) — Ригель (β Ориона) и люцида Малого Льва (Leo Minor) (не очень заметного созвездия) — просто 46 Малого Льва (46 Leo Minoris).

В табл. 1.2 перечислены 88 созвездий, их самые яркие звезды и звездные величины последних. Звездная величина (magnitude) — это мера яркости звезды. (О звездных величинах мы поговорим немного позже в разделе "Чем меньше, тем ярче: что такое звездная величина".) Если люцида созвездия совпадает с его альфой и у нее есть название, я просто привожу его. Например, самая яркая звезда созвездия Возничего — Капелла, она же α Возничего. Но если люцида не совпадает с альфой, я указываю соответствующую ей греческую букву либо другое обозначение в скобках. Например, люцида Рака — Аль-Тарф (β Рака).

Определить звезды было бы намного проще, будь у них, как у делегатов конференций, маленькие бэйджики с именами, которые можно рассмотреть в телескоп.

Каталог Мессье

Надеюсь, с названиями звезд вам все ясно. А как насчет всех остальных небесных объектов? (О галактиках, туманностях, звездных скоплениях и прочем подробно говорится в части III.) Шарль Мессье (Charles Messier), французский астроном, живший в конце XVIII века, составил список примерно 100 космических объектов и пронумеровал их. Этот список получил название Каталог Мессье (Messier Catalog). В этом каталоге объекты обозначаются буквой М, а затем следует номер по каталогу. Поэтому, когда вы услышите, что галактику Андромеды (или туманность Андромеды) называют М31, то будете знать, что это ее обозначение в каталоге Мессье. Сегодня в стандартном Каталоге Мессье насчитывается 110 объектов.

Фотографии объектов из каталога Мессье можно найти, например, на сайте http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/messiercat.html.

Опытные астрономы-любители часто участвуют в так называемых Мессье-марафонах, когда каждый участник пытается увидеть все объекты из каталога Мессье в течение одной ночи. Но у участников марафона нет времени на то, чтобы полюбоваться какой-нибудь туманностью, звездным скоплением или галактикой. А я считаю, что лучше не спешить и наслаждаться своеобразной красотой и очарованием этих космических объектов. Об объектах Мессье есть замечательная книга Stephen J. O'Meara, The Messier Objects (Cambridge University Press and Sky Publishing Corporation, 1998), в которой даются советы, как наблюдать каждый из этих объектов.

Существуют тысячи других объектов дальнего космоса (deep sky objects). Этот термин астрономы-любители используют для обозначения звездных скоплений, туманностей и галактик, чтобы отличать их от звезд и планет. Многие из них вы найдете в звездных атласах и картах под их номерами NGC (New General Catalogue — Новый общий каталог) и IC (Index Catalogue — Индексный каталог). Например, двойное звездное скопление в созвездии Персея состоит из объектов с номерами NGC 869 и NGC 884.

Чем меньше, тем ярче: что такое звездная величина

На звездной карте, изображении созвездия или в каталоге всегда указывается звездная величина каждой звезды. Звездная величина (magnitude) — это просто некоторый уровень яркости (или блеска). Древнегреческий ученый Гиппарх разделил все видимые им звезды на шесть классов — самые яркие, менее яркие и т. д. по убыванию яркости. Самым ярким звездам он присвоил звездную величину, равную 1 (или первая звездная величина), следующим за ними по яркости — равную 2, и т. д. до самых тусклых звезд шестой звездной величины.

Обратите внимание, что, в противоположность большинству систем и единиц измерения, чем ярче звезды, тем меньше ее звездная величина. Но, поскольку нет в мире совершенства, не было его и у греков — даже у Гиппарха была ахиллесова пята: в его системе не осталось места самым ярким звездам.

Поэтому современная наука считает, что несколько звезд имеют нулевую или даже отрицательную звездную величину. Например, звездная величина Сириуса равна -1,5. И самая яркая планета Солнечной системы Венера иногда имеет звездную величину, равную -4 (это значение меняется в зависимости от расстоянии Венеры до Земли и положения Венеры относительно Солнца).

Еще одно упущение: у древних греков не было класса звездной величины для звезд, которых они не видели. В то время это не считалось оплошностью, потому что об этих звездах никто ничего не знал. Но сегодня нам известно, что существуют миллионы звезд, не видимых невооруженным глазом; естественно, у всех у них тоже есть некие звездные величины. Им присвоены большие числа: 7–8 для звезд, которые можно легко увидеть в бинокль и 10–11 для звезд, которые легко различимы в небольшой, но хороший телескоп. Значения звездных величин достигают 21 для самых тусклых звезд, которые можно увидеть в Паломарской обсерватории, и даже 30–31 для самых тусклых объектов, изображения которых получены с помощью телескопа "Хаббл".

Световой год

Расстояние до звезд и других объектов, находящихся за пределами нашей Солнечной системы, измеряется в световых годах. В обычных единицах измерения длины световой год равен примерно 9 400 миллиардам километров.

Людям обычно кажется, что световой год — это единица измерения времени, поскольку в этом термине присутствует слово год, но на самом деле это единица измерения расстояния. Световым годом называется расстояние, которое проходит свет за год, перемещаясь в пространстве со скоростью 300 тысяч километров в секунду.

Когда люди наблюдают в космосе некоторый объект, они на самом деле видят, как он выглядел в момент излучения света. Рассмотрим следующие примеры.

Когда астрономы замечают вспышку на Солнце, они на самом деле видят ее не в реальном времени, а с некоторым запаздыванием: свету от вспышки нужно 8 минут, чтобы дойти до Земли. Таким образом, астрономы видят то, что происходило на Солнце 8 минут назад.

Ближайшая к нам после Солнца звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии примерно 4 световых лет от Земли. Поэтому, наблюдая Проксиму, мы видим не то, какая она сейчас, а какой она была 4 года назад.

Ясной и темной осенней ночью поищите на небе туманность Андромеды (М31). Это самый удаленный объект, который можно легко увидеть невооруженным глазом. Свет, который воспринимают ваши глаза, покинул эту галактику примерно 2 миллиона лет назад. И если по какой-то таинственной причине эта галактика исчезнет, следующие 2 миллиона лет люди на Земле даже не узнают об этом.

Подведем итоги.

Когда мы смотрим на космические объекты, мы видим не настоящее, а прошлое,

Нельзя узнать точно, как какой-либо космический объект выглядит прямо сейчас.

Вполне возможно и даже очень вероятно, что некоторые крупные звезды из далеких галактик, которые мы видим на небе, больше не существуют. Дело в том, что "продолжительность жизни" некоторых больших звезд — только 10–20 миллионов лет. И если они находятся в галактике, отстоящей от нас на 50 миллионов световых лет, скорее всего, то, что мы видим — уже только воспоминание об этих звездах. Они больше не озаряют свою галактику; они мертвы.

Если мы пошлем вспышку света по направлению к одной из самых отдаленных галактик, обнаруженных с помощью телескопа "Хаббл" или других больших телескопов, то свет будет идти до них около 10–14 миллиардов лет, потому что именно на таком расстоянии от нас находятся подобные галактики. Но, по некоторым прогнозам ученых, примерно через 5–6 миллиардов лет на Солнце закончатся запасы водорода и гелия, в результате чего оно "раздуется" до невероятных размеров и уничтожит всю жизнь на Земле. Поэтому посланный нами свет станет тщетной попыткой оповестить кого-то о существовании нашей цивилизации — удивительном всплеске жизни в холодных просторах Космоса.

Неподвижные звезды все время движутся

Звезды обычно называют "неподвижными", чтобы отличать их от блуждающих планет. Но на самом деле звезды находятся в постоянном движении — и реальном, и видимом. Все небо, которое мы видим над головой, вращается, потому что вращается Земля. Звезды восходят и заходят, как Солнце и Луна, но порядок их расположения остается неизменным. Например, звезды Большой Медведицы не переворачиваются к Малому Псу или Водолею. Различные созвездия восходят в разное время и в разные дни, если смотреть на них из различных точек Земли.

На самом деле звезды Большой Медведицы (и любого другого созвездия) движутся одна относительно другой с огромной скоростью — порядка сотен километров в секунду. Но они настолько далеки от нас, что ученым нужно проводить точные измерения через довольно большие промежутки времени, чтобы обнаружить их движение по небу. Поэтому через 20 тысяч лет звезды Большой Медведицы создадут другой рисунок на небе. И, может быть, это даже будет похоже на медведицу.

Между тем ученые определили положение миллионов звезд, занесли данные о многих из них в каталоги и отметили на звездных картах. Положение звезды на небесной сфере определяется с помощью таких координат, как прямое восхождение (ascension) и склонение (declination), обозначаемых RA и Dec. Эти координаты аналогичны широте и долготе, используемым при определении положения объекта на Земле.

RA (прямое восхождение) — это положение звезды, измеряемое в западном или восточном направлении на небе (аналог долготы, отсчитываемой от нулевого гринвичского меридиана).

Dec (склонение) — это положение звезды, измеряемое в северном или южном направлении на небе (аналог широты, отсчитываемой от земного экватора).

RA обычно отсчитывают в часах, минутах и секундах, как время, но иногда и в градусах.

Разобраться в том, что такое RA и Dec и как читать звездную карту, вам помогут несколько простых правил (рис. 1.3).

Северный небесный полюс (North Celestial Pole — NCP) — это точка на небе, на которую указывает ось Земли, продленная в северном направлении. Если стоять на географическом северном полюсе Земли, то NCP будет прямо над головой.

Южный небесный полюс (South Celestial Pole — SCP) — это точка на небе, на которую указывает ось Земли, продленная в южном направлении. Если стоять на географическом южном полюсе Земли, то SCP будет прямо над головой. Только нужно одеваться тепло, это ведь в Антарктиде!

Воображаемые линии, соответствующие равным значениям RA, проходят через NCP и SCP и представляют собой полуокружности, центр которых находится в центре Земли. Они воображаемые, но, тем не менее, отмечены на большинстве звездных карт, чтобы облегчить людям задачу нахождения звезд с определенными значениями RA.

Воображаемые линии, соответствующие равным значениям Dec, например, 30 к северу, проходят в небе прямо над головой на соответствующей географической широте. Поэтому, если вы находитесь в Нью-Йорке, т. е. на 41° северной широты, то прямо над головой у вас будет точка с координатой Dec 41 к северу, хотя ее координата RA будет постоянно меняться по мере вращения Земли. Эти воображаемые линии тоже отмечены на звездных картах, и называются они окружностями склонений (declination circles).

Предположим, вы хотите найти NCP. Станьте лицом точно к северу и ищите точку, расположенную над горизонтом под углом X градусов, где X — ваша географическая широта. (Я предполагаю, что вы живете в Северной Америке, Европе или в какой-либо другой точке Северного полушария. Если же вы живете в Южной Америке, Южной Африке, Австралии или в любом месте Южного полушария, то не сможете найти NCP, потому что вместо этого вам нужно искать SCP. Для этого станьте лицом точно к югу и ищите точку, расположенную над горизонтом под углом, равным значению вашей географической широты.)

Но хочу вас успокоить: если вы хотите только научиться находить на небе созвездия и планеты, то можно обойтись без RA и Dec (если они вас напугали). Нужно только сравнить звездную карту для соответствующего времени года и ночи (такие карты печатают в астрономических журналах и календарях) с тем, что вы видите на небе. Но если вы хотите понять, как пользоваться звездными картами и каталогами и как найти с помощью своего телескопа далекую галактику, то постарайтесь все-таки разобраться с этими координатами.

Если же вы приобрели новый, шикарный и на удивление не слишком дорогой телескоп с компьютерным управлением (о нем подробно говорится в главе 3), то сможете ввести координаты RA и Dec только что обнаруженной кометы и телескоп будет направлен прямо на нее. (Обычно в каждом сообщении об обнаружении кометы приводится небольшая таблица, или эфемериды, в которой указываются расчетные координаты кометы RA и Dec, ночь за ночью, на протяжении ее пути по небу.)

Большой объем информации, множество организаций и людей помогут вам приобрести начальные знания и быть в курсе событий. Например, начальные сведения по астрономии и информацию о текущих небесных явлениях можно найти на Web-сайтах. Кроме того, вы можете стать членом клубов и ассоциаций, посещать собрания, лекции и специальные занятия.

Вступите в астрономический клуб

Лучший способ войти в мир астрономии, не тратя чрезмерных усилий и денег, — это вступить в астрономический клуб и познакомиться с его постоянными членами. В клубах обычно проводят встречи, на которых опытные специалисты дают новичкам советы об используемой технике и оборудовании; на заседания клубов иногда приглашают ученых, которые читают лекции, рассказывают о последних научных достижениях и показывают фотографии и слайды. Члены клубов всегда знают, где можно недорого купить подержанный телескоп или бинокль, что стоит покупать, а что — нет.

Кроме того, клубы организуют совместные наблюдения, обычно по выходным дням или ради особых событий, таких как метеорный поток, солнечное затмение и т. д. На таком мероприятии можно узнать о методах астрономических наблюдений и оборудовании гораздо больше, чем где-либо еще. Вам даже не нужно приносить с собой телескоп; многие люди с радостью позволят вам воспользоваться их приборами. Короче говоря, одевайтесь потеплее, и вперед!

Если вы живете в большом городе или в пригороде, то почти наверняка ночное небо у вас будет слишком светлым и для наблюдений лучше отправиться куда-то за город, подальше от домов, дорог и огней. В местном астрономическом клубе наверняка знают хорошие места, но туда лучше отправляться большой компанией (поскольку места эти, как правило, довольно глухие). Так что присоединяйтесь!

Московский астрономический клуб (http://astroclub.2ru/). Основные направления деятельности клуба — наблюдательная астрономия, компьютерная астрономия, телескопостроение, образовательная работа, а также совместные выезды для наблюдений за пределы Москвы и экспедиции в другие районы страны.

Харьковский астрономический клуб "Астерион" (http://nature.megatop.ru/go/go36959.phtml).

Клуб астрономического общества (http://olm.pereplet.ru/astro.htm) в Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга (ГАИШ) (Москва).

Астрономические ресурсы: Web-сайты, журналы и т. д

Найти какие-либо сведения по астрономии совсем несложно. К вашим услугам широкий спектр источников информации, включая Web-сайты, журналы и программное обеспечение.

В Web есть сайты, где можно найти любую информацию по астрономии, и количество этих сайтов растет с астрономической скоростью! Один из лучших англоязычных сайтов — Sky & Telescope, который ведут редакторы одноименного журнала (http://skyandtelescope.com/). Здесь можно найти последние новости, информацию об астрономических событиях, советы о проведении наблюдений, интерактивную карту звездного неба, ссылки на другие ресурсы и т. д.

Среди астрономических ресурсов русскоязычной Internet можно назвать следующие сайты.

Российский астропортал (www.astrolab.ru). Обширная информация о Вселенной, Солнечной системе, космосе. Астрономические новости, астроклуб, электронный журнал "Красная планета", обсерватории. Карты небесных тел (Луны, Плутона, Марса, Меркурия), астрономические события, лунный календарь, солнечные затмения, галереи фотографий.

Российская астрономическая сеть (www.astronet.ru). Новости, статьи, карта неба, форумы, много информации по астрономии, каталог астрономических ресурсов.

Астрономия XXI века (Internet-энциклопедия) (www.astroweb.ru/links.htm). Новости, информация о Вселенной, звездах и галактиках, Солнечной системе; астрономический словарь, великолепная фотогалерея (коллекция NASA, снимки телескопа "Хаббл", фотографии астрономических обществ и любителей), исследования и статьи, карты планет и неба, астрофорум, астрочат.

Первый Всероссийский астрономический портал (www.starlab.ru). Сервер для астрономов и любителей. Конференции, ссылки, форумы.

Каталог лучших астрономических сайтов (http://bsastro.by.ru).

Астрономический сайт (http://у-net.narod.ru/astro). Содержательный и прекрасно оформленный сайт. Астрономические новости, Информация о Солнечной системе, ближайших звездах, экзопланетах, галактиках, фотогалерея, форум и т. д.

Сайт "Гиперкосмос. Вся Вселенная на ладони" (www.hyperspace.nm.ru). Дайджест астрономических статей, новости, обширная астрономическая информация.

Астрономия и космонавтика (www.mЗ1.spb.ru). Статьи, фотографии, карты звездного неба и каталоги, астрономические инструменты и советы по проведению наблюдений, программное обеспечение.

Далекая Галактика (fargalaxy.al.ru). Новости, фотографии, статьи, форум.

Журнал российских любителей астрономии "Звездочет" (www.astronomy.ru). Новости, статьи, форум.

На некоторых из перечисленных выше сайтов можно найти специальное программное обеспечение, позволяющее увидеть на экране компьютера карту звездного неба на каждый день. Некоторые астрономы используют эти программы для планирования сеансов наблюдения. Они заранее составляют расписание наблюдения небесных объектов в телескоп или бинокль в разное время ночи, чтобы использовать "темное время суток" с максимальной эффективностью.

Если же какая-то загадка поставила вас в тупик, можно спросить ученых из NASA. Например, по адресу http://image.gsfc.nasa.gov/poetry/ask/askmag.html можно задать вопрос профессиональному астроному, д-ру Стену Оденвальду по поводу Солнца, Земли и их взаимодействия. А на сайте "Астрономическое кафе" (The Astronomy Cafe) (www.astronomycafe.net/qadir/qanda.html), который тоже ведет д-р Стен Оденвальд, есть обширный FAQ (файл часто задаваемых вопросов) по таким темам, как Солнечная система, планета X, звезды, галактики, черные дыры, теория Большого Взрыва, происхождение Вселенной, общая и специальная теория относительности, космические путешествия, астрофизика, телескопы и многое другое.

Чтобы больше узнать об астрономии, телескопах и исследовательских программах, вы можете посетить профессиональные обсерватории и общедоступные планетарии. В обсерваториях астрономы и другие ученые с помощью больших телескопов занимаются изучением Вселенной. А в планетариях в затемненном помещении с помощью специальной аппаратуры проектируют на экран на потолке (имитирующий небо над головой) изображения звезд и других небесных объектов, сопровождая это лекциями о различных космических явлениях.

Обсерватории

Пулковская обсерватория

Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория Российской Академии наук (ГАО РАН), основанная в 1839 году, расположена в Пулково, недалеко от Санкт-Петербурга (www.gao.spb.ru). Это исследовательский центр мирового значения для реализации крупных фундаментальных и прикладных научных проектов в астрономии, проектирования и строительства крупнейших инструментов, организации новых наблюдательных баз и обсерваторий, подготовки квалифицированных научных кадров. По широте охвата направлений современной астрономии — астрометрии, небесной механики, астрофизики, физики Солнца, радиофизики Пулковская обсерватория считается самым уникальным учреждением в России.

В ГАО были организованы и оснащены инструментами наблюдательные базы: в Азербайджане (Ордубад), Армении (Араратская экспедиция), Таджикистане (Памирская экспедиция), Узбекистане (Китаб), Чили, Боливии. Симеизское отделение Пулковской обсерватории было преобразовано в Крымскую астрофизическую обсерваторию (КрАО), Николаевский филиал — в Николаевскую обсерваторию (ныне — обсерватория Комитета по науке и интеллектуальной собственности Украины), экспедиция ГАО в Боливии стала самостоятельной Национальной астрономической обсерваторией Боливии Санта-Анна. Основанная в 1948 году кисловодская Горная станция ГАО (ГАС ГАО) — единственная солнечная обсерватория России, осуществляющая ежедневные комплексные наблюдения (мониторинг) Солнца, уникальные в мире по регулярности.

В обсерватории ведется большая работа по созданию и разработке, а также внедрению уникального астрометрического оборудования. Только в последние годы создан ряд наземных телескопов (МАГИС, 3A-32), разрабатываются три проекта космических астрометрических систем ("Струве", "Стереоскоп" и ГЕОБС), изготавливается наземный астрометрический рефлектор АР-115.

Основные направления небесной механики:

изучение движения тел Солнечной системы; использование теории движения искусственных спутников Земли в прикладных задачах;

исследование формы Земли и гравитационных потенциалов Земли и планет Солнечной системы;

изучение динамики и эволюции планетных колец, галактических дисков и сходных объектов; хаотическая динамика небесных тел;

эфемеридная поддержка программ наблюдений.

Основные направления астрофизики:

космомикрофизика (астрономические методы поиска небарионной скрытой массы во Вселенной);

исследования тесных двойных систем и звезд с оболочками;

исследования звездных скоплений;

изучение звездных атмосфер;

поиск и исследование сверхновых звезд.

Наблюдательные программы осуществляются на крупных отечественных и зарубежных телескопах (БТА-6м, ЗТШ-2.6 м Украины, инструменты Европейской южной обсерватории, Обсерватории ЮАР). Комплексная программа астрофизических наблюдений выполняется на телескопе АЗТ-24 ГАО РАН, недавно установленном в Кампо-Императоре (Италия) и оборудованном современной регистрирующей аппаратурой итальянской стороной.

Основные направления физики Солнца:

исследования внутреннего магнитного поля Солнца методами гелиосейсмологии;

изучение природы солнечной активности;

мониторинг активных процессов на Солнце и солнечная цикличность;

нелинейные процессы в физике Солнца и звезд.

Наблюдательные программы осуществляются, главным образом, на Горной станции ГАО и в Пулкове. Отдельные программы — на инструментах других обсерваторий (Тенерифе), на космических аппаратах (Международная космическая станция "Альфа" — МКС). В рамках соглашений о научно-техническом сотрудничестве ГАС ГАО получает данные наблюдений из обсерваторий Кит-Пик (США), Норикура (Япония), Станфордского университета (США) и др.

Главное направление радиоастрономии — физика корон Солнца и звезд, включая процессы вспышечного энерговыделения, на основе наблюдений на крупнейших отечественных и зарубежных радиотелескопах (РАТАН-600, VLA, "Нобеяма", "Эффельсберг", РТ-22). Кроме того, ведутся исследования двойных систем звезд методом радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). В перспективе — создание центра обработки РСДБ-данных по астрофизике и геодинамике. Совместно с САО РАН выполняется крупный проект "Радиогелиограф РАТАН-600".

ГАО РАН участвует в международном проекте "Уровень Балтийского моря", в программе Госстандарта России "Государственная система определения параметров вращения Земли" и многих других. В настоящее время Пулковская обсерватория проводит совместные научные работы в рамках подписанных договоров и соглашений о научно-техническом сотрудничестве с более чем 20 иностранными учреждениями в Великобритании, Испании, США, Дании, Италии, Бельгии, Германии, Японии, Финляндии, Греции и др.[5].

Крымская астрофизическая обсерватория Министерства науки и образования Украины

Крымская астрофизическая обсерватория (КрАО) — самое крупное астрономическое учреждение в Украине (www.crao.crimea.ua). КрАО организована в 1945 году на базе Симеизского отделения Пулковской обсерватории, основанного в 1908 году. Обсерватория располагает современным научным оборудованием, которое позволяет проводить всесторонние астрофизические исследования в широком спектральном интервале электромагнитного излучения — от жестких гамма-квантов до метровых радиоволн, самых разных объектов Вселенной (от искусственных спутников Земли и малых тел Солнечной системы до внегалактических образований). В КрАО конструируют и изготовляют уникальную астрофизическую аппаратуру как для наземных, так и для космических исследований.

Основные направления научных исследований КрАО: активные ядра галактик и источники космических лучей; наблюдения космических объектов методом радиоинтерферометрии; строение, химический состав, магнетизм и нестационарность звезд, физика Солнца и солнечная активность; планеты, малые тела Солнечной системы и астероиды, сближающиеся с Землей; глобальные движения материков и полюсов Земли; разработка наземных и космических оптических телескопов и светоприемной аппаратуры. Основная часть обсерватории расположена в поселке Научный (около 12 км от Бахчисарая) на высоте 600 м над уровнем моря. Здесь находится администрация, научная библиотека, опытное производство и основные оптические телескопы. Вблизи курорта Симеиз, в поселке Кацивели, у самого берега моря — лаборатория радиоастрономии КрАО. Одно из подразделений этой лаборатории расположено на горе Кошка над поселком Симеиз на высоте 346 м над уровнем моря, в 3 км от морского берега. На территории обсерватории проводятся экскурсии.

Планетарии

Планетарии — это как раз то, что нужно начинающему астроному. Именно здесь, на огромном экране, спроектированном на полусферический купол потолка, можно увидеть захватывающие звездные шоу и услышать познавательные лекции о планетах, звездах и Вселенной.

Чудесной машиной пространства и времени называют "планетарий" — сложный проекционный аппарат для демонстрации звездного неба, Солнца, Луны, планет, различных астрономических явлений. Планетариями называются также и научно-просветительские учреждения, в которых аппарат "планетарий" используется при чтении лекций по астрономии, космонавтике, географии и др. Аппарат "планетарий" похож на гигантскую гантель — две огромные сферы, соединенные ажурной перемычкой. В каждой сфере размещены проекционные фонари. А диапозитивами служат металлические пластинки с сотнями мельчайших отверстий, расположенных так же, как звезды на небе. Одна сфера демонстрирует звезды северного полушария небесной сферы, другая — южного. Благодаря этому в Звездном зале можно увидеть небо любого места на планете, побывать на экваторе, на Северном или Южном полюсе. Проекционные устройства могут продемонстрировать солнечные и лунные затмения, "хвостатые" светила — кометы, "падающие звезды" — метеоры, полет искусственных спутников Земли. Аппарат "планетарий" способен спрессовать время и поэтому может демонстрировать небесные явления, которые сложно, а то и невозможно наблюдать в действительности, например, положения небесных светил в прошлом или будущем[6].

Идея создания планетария принадлежит директору Гейдельбергской обсерватории профессору Максу Вольфу. В 1913 году он предложил основателю немецкого музея в Мюнхене д-ру Оскару Мюллеру изготовить два аппарата, которые показывали бы вид Солнечной системы. Но вскоре началась война и первый аппарат "планетарий" был создан только в 1924 году на заводе Цейсса в Германии. В 1926 году инженер В. Бауэрсфельд построил более совершенный аппарат, большой универсальный "Планетарий Цейсса", который мог показывать небо разных широт.

Сейчас "планетарий" — это сложный автоматизированный инструмент. Он позволяет изобразить на полусферическом куполе-экране суточное вращение неба на разных географических широтах; годичное изменение вида неба; звездное небо для воображаемого наблюдателя на Луне, Марсе, Венере. Специальные устройства позволяют создавать у зрителя полное впечатление участия в космическом полете, в межпланетном перелете, путешествии по планете.

Специальные проекторы служат для демонстрации движения Солнца, Луны и пяти планет, видимых невооруженным глазом. Специальные приборы проецируют на купол небесный экватор, эклиптику, небесный меридиан и другие точки и линии небесной сферы.

В планетарии можно "ускорить" (для наглядности) суточное и годичное движение Солнца, планет. Планетарии оборудуются проекторами полярных сияний, комет, метеоров, солнечных и лунных затмений, переменных звезд, новых звезд, искусственных спутников Земли и других небесных тел и явлений.

В России первый планетарий открылся в Москве 5 ноября 1929 года. Это был 13-й планетарий в мире и только третий за пределами Германии (вслед за Веной и Римом). Открытию планетария Маяковский посвятил стихотворение "Пролетарка, пролетарий, заходите в планетарий!"

Сколько всего планетариев в мире — сказать трудно. Но только в США их около 1000, в небольшой Японии — 400 планетариев, а в России — около З0[7].

Планетарии существуют во многих крупных городах мира. Но сейчас мы ограничимся кратким обзором планетариев России и Украины.

Планетарии России

Первым планетарием в России стал Московский, построенный в 1929 году. Среди других планетариев, появившихся только в 1948 году, был и Томский. Далеко не все российские планетарии имеют специально построенные здания (как, например, Санкт-Петербургский, Пермский, Волгоградский, Саратовский). Некоторые расположены в приспособленных помещениях (например, Брянский, Владимирский, Кировский); Томский планетарий функционирует, не имея помещения. К сожалению, несколько планетариев закрылось по разным причинам (Тамбовский, Таганрогский, Курганский, Казанский, Махачкалинский, Пятигорский).

Московский планетарий (www.planetarium.ru) — центр популяризации естественнонаучных знаний; был открыт 5 ноября 1929 года. Основное направление деятельности — проведение общедоступных лекций и научно-художественных программ по астрономии и космонавтике, формирование научного мировоззрения на основе обобщения достижений современного естествознания. В обсерватории Московского планетария в телескоп можно наблюдать пятна на Солнце, Луну, планеты и другие небесные объекты.

Томский областной планетарий (www.astro.tomsk.ru/planeta) — один из старейших в России, в ноябре 2003 года ему исполнилось 55 лет. Все эти годы велась активная работа в детских учреждениях города Томска. Занимательные программы по астрономии, космонавтике, естествознанию, интересные праздники, научные конференции пользуются неизменным успехом у ребят и их учителей. Сотрудники планетария постоянно следят за новыми достижениями в исследованиях Вселенной, воспитывают у ребят интерес к окружающему миру, способствуют формированию научного мировоззрения. К сожалению, вот уже 15 лет планетарий не имеет своего помещения.

Санкт-Петербургский планетарий (www.planetarium.pl.ru), открытый в 1959 году, расположен в историческом центре города — Александровском парке на Петроградской стороне. В Звездном зале планетария находится главный аппарат — "планетарий". Он с большой точностью воспроизводит на куполе важнейшие астрономические явления, доступные наблюдению невооруженным глазом: звездное небо Земли, суточное движение небесного свода, годовое движение Солнца и планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн), месячное движение Луны с изменяющимися фазами, 17 туманностей и звездных скоплений, Млечный Путь, переменные звезды (Алголь в Персее, Мира Кита, Дельта Цефея). Много специальных приборов используется на учебных занятиях для школьников и студентов для демонстрации экватора, эклиптики, полюсов, меридиана, навигационного треугольника, кругов склонения, счета лет, изменение высоты полюса мира, прецессии. В Звездном зале проходят научно-популярные, абонементные лекции, программы, научно-художественные и музыкальные композиции, встречи с учеными, космонавтами, новогодние представления. В обсерватории планетария находится самый большой в городе телескоп-рефрактор диаметром 180 мм, в который можно наблюдать различные небесные объекты: Солнце, планеты, кометы, Луну, двойные звезды, галактики, туманности. При Санкт-Петербургском планетарии существует Центр Естественнонаучного Образования (ЦЕНО). Он объединяет ребят, интересующихся астрономией, физикой, космонавтикой, математикой и другими науками естественного цикла. Преподаватели, работающие с ребятами, используют различные формы обучения, что дает возможность заниматься в кружке с младшего школьного возраста. Занятия проходят в учебном кабинете планетария. Ребята участвуют в экскурсиях и наблюдениях на телескопе в Пулковской обсерватории. В планетарии находится единственный на северо-западе России маятник Фуко, длина нити которого составляет 8 метров.

Планетарии Украины

В Украине планетарии есть во многих крупных городах: в Киеве, Днепропетровске, Донецке (www.siesta.dn.ua/planetarium.htm), Харькове, Херсоне, Виннице, Черкассах.

Киевский планетарий (www.znannya.org.ua/planetarium/r-index.htm). Один из лучших и крупнейших планетариев СНГ, основанный в 1952 году всемирно известным астрономом Сергеем Константиновичем Всехсвятским. Это мультимедийный центр, позволяющий ощутить захватывающую стремительность полета среди звезд, побывать на других планетах и в других мирах, имитировать запуск космического корабля и ощутить себя настоящим отважным исследователем Вселенной. Звездный зал планетария имеет купол диаметром 23,5 метра и вмещает 320 зрителей. Калейдоскоп встреч в планетарии под звездным небом включает художественные программы и образовательные лекции в помощь школьной программе по курсу астрономии, географии и природоведения. Возможности планетария позволяют с большой наглядностью объяснить законы природы и ощутить то, что ни класс, ни книги, ни телевидение дать не могут.

Харьковский планетарий (www.planetarium.com.ua). Основное направление деятельности — проведение учебно-методической и культурно-просветительской работы. Звездный зал — это особый астрономический центр с большим разнообразием возможностей, естественным воспроизведением звездного неба. В Харьковском планетарии используются интересные приемы и средства обучения астрономии. Около 100 световых эффектов аппарата RFP Spacemaster используются в разных программах. Самая высокая точка планетария — купол телескопа "Meniscas" фирмы "Карл Цейсс Йена". Менисково-зеркальный телескоп Кассегрена типа 150/2250 установлен в 1975 году. Диаметр зеркала составляет 150 мм, фокусное расстояние системы — 2250 мм при длине всей конструкции трубы меньше 1 м. Для гидирования используется синхронный двигатель. Пятигнездовой окулярный револьвер позволяет быстро менять увеличение от 56-кратного до 375-кратного. В планетарии традиционно уделяется много времени работе с любителями астрономии. В клубе любительского телескопостроения изготавливались инструменты различных систем, отрабатывалась проверка качества астрономической оптики. Приоритетная форма работы в Звездном зале — проведение лекций. В планетарии используется синтезированный подход к популяризации знаний. Объединяется в единое целое научное, художественное, философское, мифологическое, музыкальное восприятие мироздания.

Виртуальные и Web-планетарии

Предположим, вы хотите увидеть солнечное или лунное затмение, но не знаете, когда оно будет, или хотите узнать положение звезд в момент вашего рождения, либо в период строительства пирамид Египта. Конечно, можно купить соответствующую литературу, но она очень быстро устаревает, можно спросить знающих людей, но информация иногда оказывается неточной, можно подключиться к Internet, но потратить очень много времени на поиски. А можно просто воспользоваться соответствующими (астрономическими) программами, а точнее, одной их разновидностью — виртуальными планетариями.

Как известно, у бумажных звездных карт существуют целый ряд недостатков: отображение происходит лишь в определенном масштабе и отсутствует возможность смены масштабов (при издании карт с большим масштабом увеличивается и количество листов карты), на такую карту можно нанести лишь звезды и объекты дальнего космоса (галактики, туманности, звездные скопления), у которых координаты со временем изменяются очень мало. А у планет, астероидов и комет эти величины меняются очень быстро, поэтому нельзя внести изменения в карты, так как эту операцию приходится делать либо вручную, либо перепечатывать всю карту.

Для устранения всех этих недостатков и были созданы так называемые виртуальные планетарии (Software Planetariums). В данном случае, планетарии — это обычные Windows-приложения, способные отображать звездную карту в любое время (от нескольких тысяч лет до н. э. до нескольких тысяч лет н. э.) в любом месте земного шара. Они способны также отображать не только "статические объекты" — звезды, но и планеты и их спутники, кометы, астероиды. Также многие из них отображают не только вид звездного неба с Земли, но и вид Солнечной системы "со стороны" — относительно "внешнего" ей наблюдателя.

На сайте[8] http://phdep.ifmo.ru/~edward/astro/wcome.htm можно найти и загрузить программы — виртуальные планетарии, получить советы по их использованию, а также загрузить многочисленные подключаемые файлы к планетариям, демонстрирующие различные астрономические явления.

Помимо виртуальных, существуют также Web-планетарии. Их главное отличие от обычных виртуальных планетариев, пожалуй, состоит в том, что все они представляют собой интерактивные Web-страницы. При загрузке страницы с Web-планетарием вы выставляете нужные параметры. Затем, после нажатия соответствующей кнопки, запрос передается на сервер, и, как результат выполнения, перед вами предстают генерируемые изображения различных астрономических явлений. Их типы и характеристики зависят от каждого планетария.

Другое астрономическое программное обеспечение можно найти по адресу http://www.mystarslive.com.

А теперь, когда вы знаете о ресурсах, организациях и оборудовании, которые помогут вам войти в мир астрономии, давайте непосредственно перейдем к изучению природы космических объектов. О необходимом оборудовании я расскажу в главе 3, так что продолжайте читать!

Земля вращается. Впервые эту идею провозгласил греческий философ Гераклит Понтийский в IV веке до н. э. Но люди сомневались в том, что утверждал Гераклит. Им казалось, что в этом случае они должны чувствовать головокружение, как на крутящейся карусели, но ведь ничего подобного не происходило! Люди не верили, что Земля вращается, потому что никак этого не ощущали. Наоборот, наши древние предки считали, что Солнце вращается вокруг Земли, совершая полный оборот за один день.

Доказательство вращения Земли появилось только в 1815 году, больше, чем через две тысячи лет после Гераклита (в те времена государство почти не финансировало научные исследования, поэтому прогресс шел медленнее, но зато стоил дешевле). Французский физик Фуко подвесил металлический шар весом 28 кг под куполом Пантеона в Париже на проволоке длиной 67 м с периодом 16 секунд. Эта конструкция получила название маятник Фуко, по имени французского физика, которому пришла в голову идея этого эксперимента. Опыт Фуко основан на свойстве свободного маятника сохранять неизменным в пространстве плоскость (или направление) своих колебаний, если на него не действует никакая сила, кроме силы тяжести. Если проследить за колебаниями маятника, то станет заметно, что направление, в котором качается маятник над полом, постепенно меняется, как будто пол поворачивается под ним. На самом деле так оно и есть — пол поворачивается вместе с Землей.

Если вы не верите, что Земля вращается, или просто хотите посмотреть на маятник, посетите Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге. В 1931 году в этом соборе был подвешен маятник длиной 93 м и весом 54 кг. Амплитуда колебаний этого маятника равна 5 м, период — около 20 секунд. И за одну-две минуты можно убедиться в том, что Земля действительно вращается вокруг своей оси.

Поскольку Земля вращается…

Как я уже говорил в главе 1, из-за вращения Земли вокруг своей оси кажется, что звезды и другие небесные объекты движутся по небу с востока на запад. Кроме того, Солнце движется по небу в течение года по кругу, который называется эклиптикой. Угол наклона эклиптики к небесному экватору равен 23,5°; отклонение оси Земли от перпендикуляра к ее орбитальной плоскости также составляет 23,5°.

Траектории движения планет в течение года проходят вблизи эклиптики. Вокруг плоскости эклиптики расположены 12 созвездий, которые называют зодиакальными: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. (На самом деле между Скорпионом и Стрельцом есть еще одно созвездие — Змееносец, но в древние времена его не включили в Зодиак.)

По мере движения Земли по орбите вокруг Солнца время восхода и захода звезд сдвигается на 4 минуты назад каждую ночь. Это приводит к тому, что со сменой времен года картина ночного неба меняется. Звезды не стоят на месте ни в течение ночи, ни в течение года. Созвездия, которые месяц назад по вечерам были высоко в небе, теперь опустились ниже к западу. А созвездия, которые висят низко над горизонтом на востоке перед самым рассветом, через несколько месяцев будут находиться в этом положении в полночь.

Как найти Полярную звезду

Конечно, на звезды может смотреть каждый, кто вышел из дома прогуляться ясной ночью. Но как узнать, что вы видите? Как снова найти на небе эти звезды? И как можно сориентироваться?

Один из самых известных способов научиться хоть немного ориентироваться в ночном небе (если вы живете в Северном полушарии) — это найти на небе Полярную звезду, которая почти не движется. А с помощью этого ориентира уже можно попробовать найти что-то еще. А если вы находитесь в Южном полушарии, нужно найти звезды α и β Центавра, которые указывают на созвездие Южный Крест.

Полярную звезду легко найти с помощью "ковша" из созвездия Большой Медведицы. Ковш — это одна из самых известных и узнаваемых звездных конфигураций (рис. 3.1).

Две самые яркие звезды Ковша, Дубхе и Мерак (их еще называют "указателями"), образуют одну из сторон "ковша" (чаши) и указывают прямо на Полярную звезду. С помощью этих "указателей" можно найти также звезды Кастор и Поллукс из созвездия Близнецов и Денеб из созвездия Лебедя. А "ручка ковша" указывает на Арктур из созвездия Волопаса.

Звезды, близкие к Полярной звезде, никогда не заходят за горизонт (на большей территории Северного полушария); они называются околополярными звездами. Они как будто движутся вокруг Полярной звезды. Большая Медведица — это околополярное созвездие; таким его видят почти на всей территории Северного полушария. Размер околополярной области неба зависит от широты, на которой проводится наблюдение. Чем ближе вы живете к Северному полюсу, тем большая часть неба будет околополярной. Аналогично, в Южном полушарии, чем южнее вы находитесь, тем большая часть будет околополярной.

Созвездие Ориона, хоть и не является околополярным, тоже выделяется на зимнем небе. Три его звезды (образующие "пояс Ориона") указывают на Сириус из созвездия Большого Пса и Альдебаран из Тельца. В созвездии Ориона есть также звезды первой звездной величины Бетельгейзе и Ригель — два ярких небесных маяка (рис. 3.2).

Чтобы познакомиться с ночным небом, пользуйтесь приведенными в этой книге рисунками и наблюдайте. Приведу такую аналогию: узнав расположение улиц города, вы сможете ориентироваться в нем и быстрее добраться в нужное место. Точно так же, зная созвездия и яркие звезды-ориентиры, вы сможете легче найти объекты наблюдения и следить за их перемещением по ночному небу.

Какое бы новое увлечение у вас ни появилось, общее правило таково: не спешите покупать дорогостоящее оборудование. Прежде чем купить телескоп, познакомьтесь с приборами разных типов, постарайтесь увидеть их в действии и услышать мнение других астрономов-любителей. В следующих разделах я дам вам советы по поводу того, как выбрать хороший бинокль или телескоп.

Бинокль: идеальный прибор для "прочесывания" неба

Хороший бинокль — это не роскошь, а необходимость. Пока не приобретете телескоп, купите или одолжите бинокль. Это великолепное средство для многих видов наблюдений, и если вдруг (ах!) вы бросите астрономию, то сможете использовать его для других целей.

Бинокль отлично подходит для наблюдения переменных звезд, поиска ярких комет и новых звезд, а также быстрого просмотра всего неба, просто для того, чтобы получить удовольствие от захватывающего зрелища. Конечно, вы вряд ли откроете новую комету, но, наверное, захотите рассмотреть известные кометы во время их появления. И для этого нет ничего лучшего, чем хороший бинокль.

Устройство бинокля показано на рис. 3.3.

Параметры биноклей

Бинокли бывают разных типов и размеров. Но все они описываются некоторой парой чисел, например 7×35, 7×50, 16×50, 11×80 и т. д. Вот как расшифровываются эти числа.

Первое число — это оптическое увеличение. Бинокль 7×35 или 7×50 позволяет рассматривать объект с семикратным увеличением по сравнению с наблюдением невооруженным глазом.

Второе число — это апертура, или диаметр светособирающих линз (больших линз) бинокля, выраженный в миллиметрах. Таким образом, бинокли 7×35 или 7×50 имеют одинаковое увеличение, но у бинокля 7×50 линзы больше и они собирают больше света. Поэтому бинокль 7×50 позволяет увидеть более тусклые звезды, чем бинокль 7×35.

Также имейте в виду следующее.

Больший бинокль позволяет увидеть более тусклые объекты, чем меньший, но его труднее ровно держать в руках (поскольку он тяжелее) и точно наводить.

Бинокль с большим увеличением, например 10×50 и 16×50, позволяет ясно видеть объект (при условии, что вы сможете ровно держать его в руках), но дает меньшее поле зрения. Поэтому небесные объекты легче находить с помощью бинокля, имеющего меньшее увеличение.

Очень большие бинокли (11×80, 20×80 и выше) трудно ровно держать в руках из-за их тяжести. Многие люди вообще не могут их использовать без подставки или треножника. Самый большой бинокль, 40×150, нужно использовать только с подставкой.

Существует много биноклей с промежуточными параметрами, например 8×40 или 9×56.

Вот мое мнение: бинокль 7×50 — это оптимальный вариант. Он лучше всего подходит для большинства астрономических наблюдений и начинать имеет смысл именно с него. Если вы купите бинокль с меньшими параметрами, то будете иметь прибор для наблюдения скорее птиц, а не звезд. Исключения редки, но бывают: одну комету открыли с помощью бинокля 7×35. А купив бинокль с большими параметрами, вы, скорее всего, потратите деньги на вещь, которой будете редко пользоваться.

Хороший бинокль 7×50 может стоить несколько сотен долларов, но если вы поищете, то наверняка найдете неплохой вариант меньше, чем за 100 долларов. Кроме того, можно купить хороший подержанный бинокль, причем гораздо дешевле.

Проверка бинокля

Не покупайте бинокль, если его нельзя будет вернуть. Вот как проверить, пригоден ли бинокль для использования.

При взгляде на звездное небо изображение должно быть резким по всему полю зрения.

Бинокль должен легко фокусироваться, причем отдельная настройка должна существовать по меньшей мере для одного окуляра (малые линзы, оказывающиеся ближе всего к вашим глазам, когда вы смотрите в бинокль).

При регулировке фокусировка должна меняться медленно; при сфокусированном изображении звезды должны казаться отчетливыми точками, а при несфокусированном — круглыми по форме.

На линзы объектива (большие линзы) многих биноклей наносят специальное прозрачное покрытие, которое позволяет получить более ясное и контрастное изображение звездного неба.

Бинокль лучше покупать в специализированном магазине. Не советую вам делать это в супермаркетах, потому что можно купить некачественный товар или заплатить непомерную цену. Причем почти наверняка продавцы супермаркета будут знать еще меньше, чем вы.

Многие астрономы покупают бинокли в специализированных магазинах и у фирм-производителей, которые размещают рекламу в астрономических журналах. Если вы собираетесь делать заказ по почте или через Web, то выберите фирму по рекомендации опытных астрономов-любителей (с которыми вы познакомились, например, в астрономическом клубе) или работников планетария.

Признанными во всем мире производителями биноклей считаются фирмы Bausch & Lomb, Bushnell, Canon, Celestron, Fujinon, Leica, Meade, Nikon, Orion и Pentax.

Телескопы: увеличение имеет значение

Если вы собираетесь рассматривать кратеры на Луне либо поверхность и облачную атмосферу планет, то вам нужен телескоп. Это относится также к наблюдению тусклых переменных звезд или галактик и удивительных сияющих облаков, которые называют "планетарными туманностями", хотя они не имеют ничего общего с планетами (подробности — в главах 11 и 12).

При наблюдении Солнца или любого другого объекта, проходящего перед Солнцем, внимательно прочитайте указания в главе 10, чтобы защитить свои глаза и не повредить зрение!

Телескопы делятся на три основных класса.

Рефракторы, в которых используются линзы, собирающие и фокусирующие свет (рис. 3.4). Большинство телескопов относятся к рефракторам.

Рефлекторы, в которых используются зеркала, собирающие и фокусирующие свет (рис. 3.5). Существуют различные типы рефлекторов. Если рефлектор относится к системе Ньютона, то вы смотрите через окуляр под прямым углом к трубе телескопа. Если же телескоп относится к типу Кассегрен, то вы смотрите через окуляр, расположенный внизу.

Зеркально-линзовые телескопы типа Шмидт-Кассегрен и Максутов-Кассегрен, в которых используются и зеркала, и линзы. Как правило, они дороже, чем рефлекторы и рефракторы соответствующего уровня.

В пределах этих основных типов телескопов существует множество разновидностей. В каждом любительском телескопе есть окуляр, представляющий собой специальную линзу (на самом деле, это комбинация линз, собранных в единый элемент), предназначенную для увеличения сфокусированного изображения. При фотосъемке окуляр обычно не используется.

Почти во всех телескопах, так же как в микроскопах и фотоаппаратах со сменными объективами, можно использовать сменные окуляры. Некоторые компании не производят телескопов вообще, а вместо этого специализируются на выпуске окуляров, которые можно использовать в самых разных телескопах.

Начинающие обычно покупают окуляры с самым большим увеличением, и это верный способ выбросить деньги на ветер. Я рекомендую окуляры с низким или средним увеличением. Если телескоп небольшой, то лучше всего использовать окуляры с параметрами 25× или 50×, а не 200× и больше (здесь "×" означает "кратность увеличения"; т. е. 25× — увеличение в 25 раз по сравнению с наблюдениями невооруженным глазом).

Если телескоп рекламируется как "очень мощный", скорее всего, это тот самый случай, когда ничего не подозревающим покупателям пытаются всучить посредственный товар. И если продавец расхваливает "мощность" телескопа, советую вам найти другой магазин.

Вашу способность рассмотреть мелкие детали в небольшой телескоп ограничивает не мощность (т. е. сила увеличения) окуляра, а турбулентность атмосферы или даже колебания телескопа на ветру. Поэтому мощные окуляры используются редко. Более того, при прочих равных условиях, чем сильнее увеличение, тем меньше поле зрения. Поэтому, если вы вставите в телескоп окуляр с большим увеличением, то вам будет труднее направить его и найти неяркий объект — а иногда даже яркую звезду.

Опоры (или монтировки) телескопов (основа поддерживающей телескоп структуры) обычно бывают двух типов.

Высотно-азимутальная опора позволяет телескопу перемещаться параллельно (т. е. вправо-влево, горизонтально) и перпендикулярно горизонту (т. е. вверх-вниз, вертикально). При этом меняется азимут (перемещение в горизонтальной плоскости) и высота (перемещение в вертикальной плоскости). Чтобы компенсировать смещение звезд из-за вращения Земли, нужно регулировать обе оси, что вызывает определенные неудобства. Монтировка Добсона — это недорогой вариант опоры высотно-азимутального тина, которая используется для больших любительских телескопов-рефлекторов.

Более дорогая экваториальная опора позволяет сориентировать телескоп вдоль оси, направленной прямо на небесный северный полюс (или на небесный южный полюс, если наблюдения проводятся в Южном полушарии.) После нахождения объекта достаточно просто поворачивать телескоп вокруг полярной оси, чтобы держать объект в поле зрения. Но выравнивать телескоп по полярной оси необходимо на каждом сеансе наблюдения.

Высотно-азимутальная монтировка обычно устойчивее, но экваториальная лучше подходит для отслеживания движения звезд от их восхода до захода.

Не забывайте, что объекты, которые вы видите в телескоп, обычно перевернуты "вверх ногами" (а для бинокля это не так). Конечно, это не имеет большого значения для проводимых вами наблюдений, но нужно помнить: когда вы смотрите в телескоп, верх и низ меняются местами. Если добавить линзу, которая перевернет изображение в нормальное положение, то световой поток, улавливаемый телескопом, сократится и изображение уменьшится. Участок неба, наблюдаемый через телескоп с экваториальной опорой, будет сохранять ту же ориентацию. А в случае телескопа с высотно-азимутальной опорой наблюдаемый участок будет поворачиваться в течение ночи, так что звезды, которые были сверху, окажутся сбоку.

Как недорого купить хороший телескоп

Купить дешевый телескоп массового производства — в большинстве случаев значит выбросить деньги на ветер. Причем немалые деньги — иногда до нескольких сотен долларов.

Хороший новый телескоп в лучшем случае обойдется вам в тысячу долларов и даже больше. Но есть и другие возможности.

Можно найти подержанный телескоп по объявлению в астрономическом журнале или в информационном бюллетене местного астрономического клуба. Если, проверив и опробовав подержанный телескоп, вы пришли к выводу, что именно такой вам и нужен, смело покупайте! Телескоп в хорошем состоянии прослужит многие десятилетия.

Астрономы-любители могут наблюдать небо с помощью больших телескопов, принадлежащих астрономическим клубам, планетариям и обсерваториям.

Прогресс не стоит на месте, и любительские телескопы постепенно становятся все более совершенными. Так и выходит, что то, о чем вчера астроном-любитель не мог и мечтать, сегодня — уже устаревшее оборудование. Качество становится выше, возможности увеличиваются, а цена падает.

Вообще говоря, хороший рефрактор дает лучшую видимость, чем хороший рефлектор с такой же апертурой. Апертура (или размер телескопа) — это диаметр главного объектива, зеркала или, в более сложном телескопе, размер открытой (ничем не заслоненной) части оптического устройства. Но, увы, хороший рефрактор гораздо дороже хорошего рефлектора.

Компромиссный вариант

Телескопы типа Максутов-Кассегрен и Шмидт-Кассегрен — это хорошие варианты компромисса между низкой стоимостью рефлектора и более высоким качеством рефрактора. Поэтому многие астрономы выбирают именно их.

В 1999 году самой популярной на рынке моделью небольшого любительского телескопа был Meade ЕТХ-90/ЕС — существенно усовершенствованная версия телескопа ЕТХ-90, который тоже пользовался большой популярностью. Апертура этого телескопа составляла всего 3,5 дюйма (около 9 см) — наверное, самый минимальный размер изо всех телескопов для начинающих. (Если вы найдете хороший прибор по хорошей цене с апертурой от 2 дюймов (примерно 5 см) и выше — особенно рефрактор — подумайте, это неплохой вариант.)

Можно купить базовую модель Meade ЕТХ-90/ЕС, но я рекомендую модель Autostar controller с компьютерным блоком управления. Кроме того, вам наверняка понадобится полевой штатив. Упомянутый телескоп насколько хорош, имеет такие возможности, что некоторые опытные астрономы жалуются, что он практически работает сам и может сориентироваться на любой из тысяч небесных объемов, координаты которых RA и Dec хранятся в памяти компьютера телескопа (более подробно о координатах RA и Dec читаете в главе 1). На основании сохраненной информации Autostar может находить даже перемещающиеся объекты, например планеты.

Но, во всяком случае, не платите большие деньги до тех пор, пока не увидите телескоп в действии на каком-либо мероприятии астрономического клуба, даже если цена будет не выше, чем вы заплатили бы за хороший фотоаппарат и пару сменных объективов. К тому же можно попытаться найти больший телескоп за меньшие деньги по объявлениям в астрономических журналах и на Web-сайтах. Но, чтобы научиться эффективно им пользоваться, придется приложить больше усилий.

Телескопы некоторых известных торговых марок продают только официальные дилеры. Как правило, это специалисты своего дела, обладающие глубокими познаниями в этой сфере. Но их советы следует воспринимать немного критически, особенно если они продают несколько конкурирующих марок телескопов.

Перечислим основные фирмы — производители телескопов и Web-сайты, на которых можно найти информацию о телескопах.

Фирма Celestron, продукция которой в течение многих лет пользовалась большой популярностью среди астрономов (www.celestron.com).

Meade Instruments Corporation (www.meade.com, www.meade.ru).

Orion Telescopes & Binoculars (www.telescope.com).

Internet-магазин по продаже телескопов (www.telescope.ru).

Internet-магазин по продаже телескопов и астрономического оборудования (www.jj-astro.ru).

Ни один астрономический термин не употребляют неправильно так часто, как слово метеор. Его часто неправильно употребляют даже ученые, в то время как правильнее было бы сказать — метеорное тело, или метеорит. Поэтому давайте разберемся, в чем же разница.

Метеорное тело (или метеороид) — это мелкий твердый космический объект, обычно обломок астероида или кометы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Некоторые (очень немногие) метеорные тела — это на самом деле осколки Марса и Луны.

Метеор — это вспышка света, наблюдаемая в результате того, что мелкий твердый объект (метеорное тело) входит из космоса в атмосферу Земли; именно метеоры называют "падающими звездами".

Метеорит — это твердый космический объект, упавший на поверхность Земли (а не сгоревший в атмосфере).

Если метеорное тело входит в атмосферу Земли, то из-за воздушного трения может наблюдаться феномен метеора — вспышка света, достаточно яркая для того, чтобы ее увидеть. Если метеорное тело достаточно велико, чтобы достичь Земли, не сгорев полностью в атмосфере, оно становится метеоритом. Многие люди ищут и собирают метеориты; торговля ими идет очень бойко.

Существует два основных типа метеорных тел, имеющих разное происхождение.

Кометные метеорные тела — это легкие пылевые частицы, которые "обронили" кометы.

Астероидные метеорные тела, размером от микроскопических частиц до крупных камней, — это в буквальном смысле осколки астероидов, или так называемых малых планет, которые представляют собой каменистые тела, вращающиеся вокруг Солнца (более подробно об астероидах говорится в главе 7).

В экспозиции природоведческих музеев обычно демонстрируют метеориты, представляющие собой астероидные метеорные тела, упавшие на Землю (или, в редких случаях, тело, упавшее на Землю после того, как оно было отколото от Луны или Марса более крупным телом в результате столкновения). Метеорит может быть каменным, железным (и даже нержавеющим, состоящим из сплавов никеля и железа в разных пропорциях) или состоять из обоих этих компонентов. Ученые называют эти три типа метеоритов каменный, железный и железокаменный соответственно, демонстрируя не характерную для научного мира простоту.

Спорадические метеоры, яркие метеоры и болиды

Если ясной темной ночью вы выйдете из дома и увидите "падающую звезду" (вспышку света, порожденную одиноким метеорным телом), то это спорадический метеор. Если же в течение ночи наблюдается большое количество метеоров, причем кажется, что все они появляются из одного и того же места на небе, это метеорный дождь, одно из самых захватывающих небесных зрелищ.

Метеоры, заметно отличающиеся от других своей яркостью, называются яркими метеорами (fireball). Хотя нет официального определения, многие астрономы называют яркими метеоры, которые выглядят ярче Венеры. Но во время наблюдения яркого метеора Венеру может и не видно. Как же тогда определить, к какому типу он относится?

Для определения яркого метеора я использую следующее правило. Если люди, стоящие лицом к метеору, кричат "ох!" и "ах!" (как это обычно происходит), это просто обычный метеор. Но если люди, глядящие в другую сторону, внезапно видят ВСПЫШКУ, на краткий миг осветившую все небо и даже землю, как днем, это уже совсем другое дело. Вспышку подобного метеора трудно не заметить, потому что иногда он затмевает самые яркие звезды. Именно такой небесный объект я называю ярким метеором.

Яркие метеоры — вовсе не такая редкость. Если регулярно наблюдать небо темными ночами по несколько часов, то, вполне возможно, вы увидите яркий метеор примерно раза два в год. А вот дневные яркие метеоры действительно очень редки. Если в солнечный день вы наблюдаете яркий метеор, то вам очень повезло; причем такой метеор не просто яркий, а чрезвычайно яркий. Дневные яркие метеоры почти всегда ошибочно принимают за горящий самолет (или ракету), который вот-вот должен потерпеть катастрофу.

Если вы наблюдаете очень яркий метеор (примерно такой же яркости, как полумесяц или ярче) или любой дневной яркий метеор, то знайте: вполне вероятно, что это метеорное тело упадет на землю. Недавно упавшие метеориты обычно представляют значительную научную ценность и к тому же стоят больших денег. Поэтому, если вы увидели яркий метеор, соответствующий этому описанию, запишите следующие сведения, чтобы помочь ученым найти метеорит.

1. Запишите время наблюдения.

И при первой же возможности проверьте, не отстают и не спешат ли ваши часы.

2. Точно запишите место наблюдения.

Конечно, маловероятно, что у вас под рукой окажется терминал глобальной (спутниковой) системы местоопределения (Global Positioning System — GPS), который позволит вам точно определить свои координаты. Но в любом случае вы можете сделать небольшую зарисовку, показывающую, где вы стояли во время наблюдения яркого метеора — обозначьте дороги, здания, большие деревья или любые другие наземные ориентиры.

3. Сделайте зарисовку неба, показав путь яркого метеора по отношению к горизонту.

Даже если вы не уверены, стояли вы лицом к юго-востоку или северо-западу, ваша схема места наблюдения и зарисовка пути метеора поможет ученым определить его траекторию и вероятное место падения на землю.

После появления очень яркого ночного или дневного метеора ученые, интересующиеся этой темой, обычно просят свидетелей данного феномена рассказать о подробностях своих наблюдений. Они собирают информацию такого типа, какую мы только что указали. Затем ученые, сравнивая отчеты людей, которые наблюдали метеор в разных местах, могут примерно определить место его падения на землю. Но появление даже сверкающего метеора бывает вызвано небольшим камнем, который легко уместится на вашей ладони. Поэтому ученым необходимо по возможности сузить область поиска, чтобы иметь хоть какие-то шансы найти метеорит.

Болид (bolide) — это яркий метеор, взрыв которого виден или слышен громкий звук, даже если он не распадается на части. По крайней мере я его определяю именно так, хотя многие люди используют термины "яркий метеор" и "болид" как синонимы. (По поводу этого термина нет официальной договоренности, поэтому даже в самых авторитетных источниках вы можете найти для него различные определения.) Шум, который вы слышите, — это звуковой удар от метеорного тела, пролетающего сквозь атмосферу со сверхзвуковой скоростью.

Если метеор распадается на части, то вы увидите несколько ярких метеоров одновременно, проносящихся рядом в одном направлении. Метеорное тело распадается на части, вероятно, под воздействием аэродинамических сил, так же как самолет, неуправляемо падающий с большой высоты, распадается на куски, даже если его топливо не взрывается.

Яркий метеор часто оставляет за собой светящуюся дорожку. Причем вспышку метеора видно всего несколько секунд, в то время как его светящийся след — или хвост метеора (meteor train) — может сохраняться десятки секунд или даже несколько минут. Если этот след виден достаточно долго, то его форма начинает искажаться из-за ветров, дующих на большой высоте, точно так же как буквы, прочерченные в небе самолетом над стадионом, постепенно деформируются от ветра.

Обычно после полуночи наблюдается больше метеоров, чем до полуночи, потому что с 24:00 до 12:00 вы находитесь на "передней" стороне Земли и видите, как на пути нашей планеты сквозь космическое пространство встречаются метеорные тела. А вот с 12:00 до 24:00 вы находитесь на "тыльной" стороне Земли, и метеорные тела, чтобы стать видимыми, должны догнать Землю и войти в ее атмосферу. Метеорные тела можно сравнить с насекомыми, оставляющими следы на лобовом стекле вашей машины. Как известно, во время быстрой езды по автомагистрали на лобовом стекле остается намного больше следов от насекомых, чем на заднем. Причина в том, что лобовое стекло движется на насекомых, а заднее — "убегает" от них.

Метеорные потоки

Обычно можно наблюдать на небе только несколько метеоров в час, причем после полуночи их больше, чем до полуночи и (для наблюдателей из Северного полушария) осенью больше, чем весной. Но каждый год в определенное время можно увидеть 10, 20 или даже 50 и больше метеоров в час, особенно темной безлунной ночью вдали от городских огней. Это время метеорных дождей, когда Земля проходит сквозь огромное кольцо, состоящее из миллиардов метеорных тел (или через метеорный поток), движущихся вокруг орбиты кометы, их породившей. (Более подробно о кометах говорится ниже в этой главе.) На рис. 4.1 показано, как получается метеорный поток.

Нам кажется, что во время этого "дождя" все метеоры появляются из одной точки на небе, которая называется радиантом. Самый известный метеорный поток — это Персеиды, при прохождении Земли через него можно увидеть целых 80 метеоров в час. Персеиды названы так, поскольку кажется, что они появляются со стороны созвездия Персея. Метеорные потоки вообще часто называют по имени созвездий или ярких звезд (таких как η Водолея), расположенных рядом с их радиантом.

Некоторые другие метеорные потоки порождают такие же или даже более интенсивные метеорные дожди, чем Персеиды, но увидеть их удается далеко не всем. Дело в том, что Персеиды появляются в теплые августовские ночи, т. е. в идеальное время для астрономических наблюдений, а другие крупные метеорные потоки — Геминиды и Квадрантиды — можно увидеть в такие холодные месяцы, как декабрь и январь, когда погода гораздо хуже и активность наблюдателей заметно снижается.

В табл. 4.1 перечислены самые крупные метеорные потоки, появляющиеся ежегодно; указаны также дни, в которые интенсивность метеорных потоков обычно достигает максимума. Одни метеорные дожди продолжаются несколько дней, другие — несколько недель, но только в определенные дни можно увидеть максимальное количество метеоров в час; в остальное время "дождь льет" гораздо слабее. Но Квадрантиды можно наблюдать только на протяжении одной ночи или даже нескольких часов.

Радиант Квадрантид находится в северо-восточном углу созвездия Волопаса. Они были названы по имени созвездия, которое можно найти на звездных картах XIX века, но в настоящее время его больше официально не признают. В придачу к потере созвездия, по имени которого они были названы, Квадрантиды, похоже, потеряли и породившую их комету, поскольку их происхождение все еще остается загадкой для астрономов.

Геминиды — это, похоже, единственный метеорный поток, связанный с орбитой астероида, а не кометы. Хотя этот "астероид", скорее всего, представляет собой "мертвую" комету, больше не испускающую газ и пыль, из которых формируется ядро и хвост кометы. (О кометах мы подробнее поговорим в следующем разделе.)

Леониды — это метеорный поток, наблюдаемый примерно 17 ноября ежегодно. Его необычность в том, что из года в год интенсивность потока остается на довольно низком уровне, но каждые 33 года она резко возрастает и остается высокой на протяжении нескольких лет подряд. Например, в ноябре 1966 года и на рубеже столетий (в 1999 и 2001/2002 годах) наблюдался необычайно интенсивный поток Леонид. А 19 ноября 2002 года на Чукотке наблюдался настоящий метеорный шторм[9] — до 3000 метеоров в час!

Вообще говоря, такое количество метеоров в час, какое указано в табл. 4.1, можно увидеть очень редко. Дело в том, что официальные цифры активности метеорного потока соответствуют идеальным условиям наблюдений, которые в реальности бывают чрезвычайно редко. Но метеорные потоки меняются год от года, как и обычные дожди. Иногда можно увидеть столько метеоров в час, сколько указано в таблице, а иногда (хотя и очень редко) — даже больше. Поэтому так важно сохранить точные данные о наблюдении метеоров, если, по вашему мнению, это принесет пользу науке.

Во время наблюдений за метеорами вам понадобятся часы, блокнот и ручка (карандаш), чтобы записывать необходимые данные, а также тусклый фонарик, чтобы видеть, что вы пишете.

Лучший способ наблюдать и считать метеоры — лежа в шезлонге. (Конечно, можно просто лечь на одеяло с подушкой, но вы наверняка быстро уснете и пропустите самую интересную часть представления.) Запрокиньте голову, чтобы ваш взгляд был направлен чуть выше точки, находящейся посредине между линией горизонта и зенитом (рис. 4.2). Это оптимальное направление для подсчета метеоров.

Многие люди во время наблюдения метеорных потоков стоят лицом к радианту, но это необязательно. Метеоры будут проноситься по всему небу, и их видимые траектории могут начинаться и заканчиваться далеко от радианта. Но если бы можно было восстановить воображаемые линии траекторий метеоров (в обратном направлении от видимой точки их появления), то все траектории пересеклись бы в радианте. Именно это отличает метеорный поток от спорадических метеоров.

Если стоять лицом к радианту, можно увидеть несколько метеоров, хотя и ярких, но с очень короткими траекториями. Траектории кажутся короткими, потому что метеоры летят почти прямо на вас. Но, к счастью, элементы метеорных потоков очень мелкие и не достигают земли.

Подробную информацию о метеорах и кометах можно найти на сайте Североамериканской метеорной сети (Web.InfoAve.Net/~meteorobs), на сайте Гэри Кронка (comets.amsmeteors.org) и на сайте Международной метеорной организации (www.imo.net).

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.

Структура кометы: голова и хвост

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 хвост кометы.

Пылевой хвост светится отраженным светом Солнца. Он ровный, иногда с легким искривлением, и бледно-желтый.

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.

"Кометы века"

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] 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).

Охота за своей Великой кометой

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.

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.

Искусственный спутник — это аппарат, созданный людьми, запущенный в космос и летающий вокруг Земли. Эти спутники помогают людям предсказывать погоду, следить за Эль-Ниньо[11], 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.

Наблюдение искусственных спутников

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]). 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.

Как найти прогнозы о наблюдении спутников

Подробную информацию о наблюдении спутников можно найти на следующих сайтах.

Sky & Telescope предоставляет 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.