«Самые необычные небесные явления»

В день 90-летия Московского планетария, 5 ноября прошла лекция «Самые необычные небесные явления».

Когда произойдет парад планет? Что такое тесное сближение планет и когда его ожидать? Как скоро Меркурий пройдет по диску Солнца? В чем польза астрономических явлений для науки? Залогом какого астрономического открытия оказалось прохождение Венеры по диску Солнца? И как Солнечное затмение позволило ученым изучать Солнечную корону? На эти и другие вопросы в области астрономии ответил выпускник МГУ, лектор Московского планетария и обсерватории Парка Горького, астроном Дмитрий Трушин.

Видимость планет

«Планеты перемещаются вокруг Солнца по орбитам, поэтому их положение относительно звезд меняется. Эту особенность заметили еще в древности: и как раз подвижные объекты, движущиеся на фоне звезд, назвали планетами. Первый вопрос, который возникает касательно планет: когда будет их парад? Никогда и вот почему».

Понятие «парад планет» условно. В нашем понимании они должны выстроиться в одну линию. Планеты всегда перемещаются вблизи линии эклиптики. Это линия, по которой движется Солнце. И, поскольку орбиты всех планет расположены в одной плоскости, они все движутся рядом с линией эклиптики. Не будь горизонта, мы смогли бы видеть все планеты на одной линии.

«Такое явление парадом планет неверно называть. Но если все планеты выстроятся в одну линию в пространстве, мы увидим, что они находятся примерно в одной точке. Однако это невозможно».

Зато возможно тесное сближение планет

В нынешнем положении планет Венера и Меркурий левее относительно Солнца. Но если две планеты будут расположены иначе, то появится шанс увидеть их по вечерам. Это небольшая вероятность для наблюдателей наших широт. Планеты заходят практически сразу же с заходом Солнца на широте Москвы.

«Юпитер и Сатурн тоже можно заметить по вечерам. Планеты придут к интересной конфигурации и создадут свой маленький парад планет в декабре следующего года. Произойдет редкое тесное сближение планет на небе. В небольшой телескоп мы сможем увидеть одновременно в одном поле зрения Юпитер и Сатурн. Должно быть очень красиво!».

Бывает, что Солнце, другая планета и Земля выстраиваются в одну линию. В этом случае эта планета окажется на фоне солнечного диска. Явление возможно с планетами внутри Земной орбиты — с Меркурием и Венерой.

11 ноября темный Меркурий пройдет по диску Солнца

«Жители Москвы смогут увидеть самое начало прохождения Меркурия по Солнечному диску при условии хорошей погоды. Явление происходит редко — раз в несколько лет. Наблюдать его нелегко, для этой цели нужен телескоп или бинокль со специальным солнечным фильтром. И самым зрелищным явление тоже не назовешь. Соединение Юпитера и Сатурна интереснее наблюдать».

Намного реже по диску Солнца проходит Венера. В следующий раз земляне смогут наблюдать явление только в 22 веке. Прошлые два прохождения Венеры по Солнечному диску были в 2004 и 2012 году.

Польза для науки

«Прохождение Венеры по диску Солнца оказалось залогом астрономических открытий. Ученые по всему миру наблюдали начало и окончание явления, чтобы уточнить расстояние между Землей и Венерой и Землей и Солнцем. М.В. Ломоносов не только определил расстояние, но и обнаружил атмосферу Венеры. Вокруг края планеты появляется светящийся ореол, поскольку свет рассеивается вне ее атмосферы. Солнце подсвечивает Венеру с обратной стороны относительно Земли».

Солнечное затмение

Луна и Солнце визуально одинакового размера, поэтому Луна закрывает Солнце. Солнечное затмение происходит тогда, когда точно на одной линии выстраиваются Земля, Луна и Солнце. Явление случается не каждый оборот Луны вокруг Земли, поскольку орбита Луны наклонена по отношению орбиты Земли, иногда она проходит севернее или южнее Солнца. Но несколько раз в год Луна оказывается точно между Землей и Солнцем, и мы можем наблюдать Солнечное затмение.

«Астрономическое явление происходит чаще, чем прохождение планет по диску Солнца. Но наблюдать затмение сложнее — важно оказаться в определенной точке на Земле, где оно происходит. К тому же интереснее наблюдать в телескоп или бинокль. Хотя невооруженным глазом тоже зрелищно».

Ближайшее Солнечное затмение ожидается 26 декабря этого года

Затмение будет не полным, а кольцеобразным. Иногда Луна меньше Солнца, поскольку расстояние между Землей и Луной со временем меняется. Она вращается в эллиптической орбите, и когда Луна оказывается дальше от Земли, она не способна закрыть Солнце. Это причина, по которой полностью не стемнеет, и мы не увидим солнечную корону во время кольцеобразного затмения.

Следующее полное Солнечное затмение произойдет в Южной Америке

Ближайшие затмения, которые можно увидеть в России, будут на Чукотке в 2033 году и в 2060 году на территории Европейской части страны.

Польза для науки

Во время затмения мы видим Солнечную корону. Это внешняя часть Солнечной атмосферы, которую трудно наблюдать в другое время, поскольку эти области тусклые и не выделяются на фоне яркого Солнца. Так, Солнечное затмение позволило людям изучить Солнечную корону. 

В это время на небе возрастает и видимость звезд. Если сфотографировать затмение, получим снимок более тусклых звезд, которые не видны глазу. Примерно сто лет назад таким образом подтвердили теорию относительности Эйнштейна. Теория предсказывала, что вблизи массивных объектов пространство искривляется, и свет в нем двигается по искривлённой траектории. Ученые решили посмотреть на положение звезд за Солнцем во время затмения. На сделанной ими фотографии обнаружили, что звезды оказались не на своих местах. Этот факт означал, что свет, проходя вблизи Солнца, изменил свою траекторию, и положение звезд поменялось.

«Очевидно, почему выбор пал на Солнечное затмение. Солнце — самый массивный объект в Солнечной системе. Именно в его гравитационном поле свет сильнее всего будет искажать свою траекторию. Рядом с Юпитером, например, мы не заметим этого эффекта методами, доступными столетие назад». 

К настоящему моменту придумали коронгораф. Инструмент позволяет вне затмения наблюдать Солнечную корону и те явления, которые происходят во внешних процессах Солнца. Прибор используют и для наблюдения за объектами, которые находятся вблизи от Солнца на небе и которые просто так увидеть невозможно.

«Когда кометы пролетают рядом с Солнцем, они постепенно тают, теряют частички, выделяется много пара, отсюда за ними тянется мощный кометный хвост».

Метеорные потоки

Если комета долго вращается вокруг Солнца, вся ее орбита усеяна частицами (камни и пыль). Бывает, орбита кометы пересекается с орбитой Земли. В это время Земля пролетает через большое количество пыли и камней, которые летают в кометной орбите. И тогда мы можем наблюдать такое астрономическое явление как метеорные потоки.

«Камни вылетают в атмосферу Земли и ярко сгорают. Песчинка размером в несколько миллиметров сгорает настолько ярко, что ее видно с поверхности Земли, хотя она горит на высоте в несколько десятков километров над планетой.

Часто люди называют метеорные потоки звездопадами. Звезды, к счастью, не падают. Но явление действительно похоже на маленькие звездочки, пролетающие по небу».

Метеорные потоки происходят в разное время в течение года. Они часты, поскольку много комет пересекаются с орбитой Земли. Но не все метеорные потоки одинаково хороши. Некоторые потоки отчетливо заметны и активны, другие нет.

«Орбита кометы 55Р/Темпеля-Туттля, которая в ноябре пересекается с Землей, породила метеорный поток Леониды. Этот поток не всегда хороший: рядом с ядром кометы пылинок очень много, а в других частях мало. Так, в этом году с 14-21 ноября мы вряд ли увидим много метеоров.

Иногда, раз в 33 года, в период оборота кометы вокруг Солнца комета оказывается близко к Земле, и тогда наблюдаем активный мощный метеорный поток».

Астрономическое явление происходит часто — несколько раз в году. Для наблюдения не требуется перемещаться в определенную точку мира, а только за пределы освещенного города. Увидеть поток можно невооруженным глазом без телескопа или бинокля.

Названия метеорных потоков Леониды и Персеиды связаны с созвездиями Льва и Персея. У каждого метеорного потока существует радиант. Метеоры будто разлетаются из одной точки. Но метеоры летят параллельно друг другу, поскольку они двигаются около кометной орбиты. И влетая в Земную атмосферу, они создают эффект перспективы.

«Кажется, что они вылетают из одной точки, как рельсы расходятся из одной точки на горизонте. Но при этом мы должны понимать, что это направление, из которого они летят. Для Леонид точка радианта — созвездие Лев, а для потока Персеиды — созвездие Персея».

Самые крупные метеорные потоки — большая четверка

Полярное сияние

Кроме камней и пыли при сгорании кометы в Земную атмосферу вылетают высокоэнергетические частицы.  Это причина возникновения полярных сияний. Увидеть явление можно не везде на Земле, а чаще всего в северных широтах, отсюда и название — полярное. В южных широтах, вблизи южного магнитного полюса (Новая Зеландия, Австралия) иногда наблюдаются полярные сияния. Также вблизи северного магнитного полюса, который постепенно движется в сторону России.

«Магнитные полюсы Земли подвижны. И через несколько десятков лет в России будет больше полярных сияний. На южных широтах появится бо̀льшая вероятность их увидеть — необязательно под Мурманском, но и на широте Москвы. И сегодня явление возможно увидеть на широте столицы, но это редкий процесс».

Полярное сияние — частое явление. Для наблюдения не нужен телескоп. «Нужны только ваши глаза и хорошая погода». Это не совсем астрономическое явление и происходит в Земной атмосфере, но под действием космических частиц. Эти частицы прилетают в основном от Солнца. Вокруг Солнца наблюдается солнечный ветер — элементарные частицы с высокой энергией, которые разлетаются во все стороны от Солнца. И мы живем в постоянном потоке ионизированных частиц.

«Нас от него защищает земная атмосфера и земное магнитное поле, поэтому мы его не ощущаем. Не будь газовой оболочки и магнитного поля, на планете был бы высокий уровень радиации. Усиливается солнечный ветер после вспышек на Солнце. Если поток вещества попадает на Землю, то мы наблюдаем полярное сияние. Этот поток несет свое магнитное поле и взаимодействует с магнитным полем Земли, которое меняет свою конфигурацию (магнитные бури). В этом процессе часть быстрых частиц устремляется по линиям магнитного поля к магнитным полюсам Земли. Чем мощнее этот поток частиц, чем выше его скорость, тем больше вероятность увидеть полярное сияние в южных широтах».

Самую мощную магнитную бурю в истории человечества зарегистрировали во второй половине 19 века. Происходили полярные сияния в тропических широтах. Во время мощной магнитной бури все электрические приборы  выключались  сами по себе.

«Если сегодня подобное произойдет, все перестанет правильно работать, поскольку все завязано на электрических приборах. Сложно предположить, какие последствия могут быть при этом. Но это точно опасно практически для всех систем, действующих на электричестве».

Ученые могут предсказать полярное сияние и магнитные бури наперед (двое-трое суток или на месяц). Большинство полярных сияний зеленоватого цвета, но бывают красные и фиолетовые цвета. Это свечение газа в Земной атмосфере. Когда частицы вылетают в атмосферу Земли, они начинают ионизировать газы в атмосфере. Разные газы при разных условиях и давлении светят по-разному. В высоких слоях атмосферы, где давление низкое, возникает красноватое свечение, а ниже, где давление больше, зеленоватое свечение.

Март и октябрь — лучшие месяцы для наблюдения полярных сияний

«Летом их не очень хорошо видно, поскольку в это время года на севере полярный день. Полярное сияние происходит, но на дневном небе его не видно. Поэтому в августе бо̀льшая вероятность увидеть явление не в Мурманске, а под Санкт-Петербургом. В году несколько раз можно наблюдать сияние на широте северной столицы, а на территории Москвы — раз в несколько лет.

Лунное затмение

«Луна попадает в земную тень, и происходит лунное затмение. Если в обычное время Луна освещена Солнцем, и мы ее видим, то во время затмения, она перестает освещаться Солнцем. Та часть, которая в тени, очень темная, но все-таки заметная глазу. Когда Земля закрывает Солнце от Луны, часть света проходит через земную атмосферу. Солнечный свет в итоге попадает на Луну, и она немного подсвечивается. Этот свет красный, поскольку весь спектр солнечного света проходит через большую толщу атмосферы, и голубые, зеленые лучи сильно рассеиваются в атмосфере и не доходят до Луны. Красные лучи, наоборот, хорошо проникают в земную атмосферу, и именно ими Луна подсвечена».

Лунное затмение происходит так же часто, как и солнечное. Наблюдать астрономическое явление намного легче. Лунное затмение можно увидеть сразу с целой половины земного шара. Его продолжительность  — несколько часов. Когда наступает полное лунное затмение, на небе намного больше звезд, и проявляется Млечный путь.

В последние два года в Европейской части России проходило четыре лунных затмения: три полных и одно частное. Следующее ожидается через шесть лет.    

Польза для науки

Люди более 2000 лет назад благодаря астрономическому явлению твердо понимали, что Земля шарообразной формы. При любом лунном затмении тень на Луне округлой формы. Это не единственное, но наглядное подтверждение, что Земля круглая. Как бы на нее не падал солнечный свет, тень на Луне в виде круга.

«Чаще смотрите на небо. Это интересно и красиво», — завершил Дмитрий Трушин.

Иллюстрация: believeinme33 / ru.123rf.com