Тафти Эдвард - Представление информации

Спутники Юпитера

Вечером 7 января 1610 года Галилео Галилей впервые взглянул на Юпитер в телескоп увидел рядом с ним три маленькие яркие звезды. Эти наблюдения описаны в его книге Звездный вестник The Starry Messenger.

Несмотря на то, что я считал эти звезды статичными, они все равно заинтересовали меня, заинтересовали тем, что лежат в точности на линии, параллельной орбите, а ещё потому, что они ярче других звезд того же размера.

Вот, там было две звезды с восточной стороны и одна с западной, причем крайние звезды выглядели больше той, которая была в центре. Я не обратил внимание, на каком расстоянии они отстоят от Юпитера, потому что думал, что это обычные статичные звезды, как я и говорил ранее.

Но либо Юпитер, либо звезды, а либо и то и другое двигались, и на следующий вечер картина была уже совсем другой. Теперь все три звезды были западнее Юпитера, причем по отношению друг к другу — ближе, чем раньше, и располагались на примерно одинаковом расстоянии.

На этот раз я даже не обратил внимание на то, как именно выстроились звезды, но я озаботился вопросом, как Юпитер мог оказаться восточнее всех звезд, тогда как несколько ночей назад он был западнее, чем две из них. Я предположил, что на этот раз Юпитер не двигался на восток, что противоречило существовавшим на тот момент астрономическим вычислениям. Таким образом я шагнул за пределы имевшихся знаний.

Следующей ночи Галилей ждал с с нетерпением, но дальнейшим наблюдениям помешала облачность. Потом, ночью 10 января 1610 он все-таки увидел Юпитер и смог отличить движение планеты от движения звезд, эти наблюдения и последовавшие за ними логические выводы привели к одному из крупнейших в истории открытий:

Однако, 10го января звезды выстроились в один ряд с Юпитером:

Было их, правда, всего две и обе были расположены восточнее планеты, третья, надо полагать, находилась за Юпитером. Как и в начале, все они располагались на одной с Юпитером оси и выстроились точно по линии зодиака (линии движения Солнца). Принимая это во внимание, а также учитывая тот факт, что подобные изменения не могли касаться одного лишь Юпитера, плюс будучи уверенным, что это были те самые звезды (а на самом деле вокруг Юпитера других стоящих на той же оси и не было) — недоумение моё переросло в изумление. Я был уверен, что Юпитер оставался неподвижным, а двигались как раз звезды, поэтому я решил заняться этим поподробнее…

У меня больше не оставалось сомнений в том, что вокруг Юпитера вращаются три звезды, точно также как Марс и Венера вращаются вокруг Солнца. Дальнейшие наблюдения показали, что это именно так. Но там были не только эти три звезды (как я скоро выяснил), вокруг Юпитера двигались четыре планеты, и позже я собираюсь подробно описать это явление.

С помощью телескопа и описанного ранее метода я измерил расстояния между ними. Более того, я записывал время наблюдений, особенно, если за ночь удавалось сделать более одного наблюдения, потому что планеты движутся настолько быстро, что иногда можно заметить изменения в течение всего нескольких часов.

Дальнейшие наблюдения показали, что вокруг Юпитера действительно вращаются четыре планеты. В 1613 году Галилей зафиксировал более длительные прерывистые временные ряды. Тоже сделал в 1668 году Жан Доминико Кассини. Движение спутников можно было довольно точно предсказать, и это могло послужить для определения долготы (так как полный оборот на 360 градусов совершался за 24 часа). Данные были внесены в астрономические таблицы (эфемериды), подобные таблицам Connaissence des Temps, (ежегодный астрономический альманах) изданные Бюро Долгот в Париже в 1766 году.

Бюро долгот, Connaissence des Temps, Париж, 1766.

Чтобы оживить плоскость Галилей со товарищи сконструировали вычислительные устройства Jovilabe, похожие на номографические диаграммы, которые изображали орбиты спутников Юпитера. Движущиеся механические модели солнечной системы демонстрировали взаимное движение Солнца, Земли и Юпитера и то, как спутники Юпитера периодически исчезают из видимости с Земли.

Анти Жанвье “Des revolutions des corps celestes par le mechanisme des rouages”, Париж, 1812.

В современных изображениях спутников Юпитера все отдельные наблюдения соединяются в диаграмму с непрерывными спиралевидными траекториями движения Ио, Европы, Ганимеда и Каллистро. Сетка диаграммы — одно пространственное измерение и одно временное. Справа — перерисованный вариант: сетка приглушена и не мешает графику, не провоцирует эффект 1+1=3. На протяжении трехсот лет после открытия Галилея, вплоть до 20 века, никому не приходило в голову соединить точки, означающие положения планет, в кривые. Плавные траектории современных диаграмм передают каждое положение спутников, даже если взять небольшой участок всего в несколько часов, потому что двигаются они действительно быстро. Самая правая диаграмма — аналогичная для Сатурна.

Копии иллюстраций из книг “Небо и телескоп”, 1988, “Галилеевы спутники Юпитера”, Париж, 1987, “Конфигурации des Huit Premiers Sattelites de Saturne”, 1987, 1988.

В завершении — новый взгляд на галилеевы спутники. Сделанные во время полета космического корабля Voyager (1979 год) фотографии показали, что спутники Юпитера — это не светящиеся точки отраженного солнечного света, выписывающие плавные окружности, как это было видно через телескоп веками, а грузные, бугорчатые, неуклюжие космические тела.

Слева два внутренних (ближних) спутника Юпитера — Ио (спереди) с активным вулканом и справа и покрытая льдами Европа, оба по размеру сравнимы с Луной. Красное пятно на Юпитере больше Земли. Справа более близкий (приближенный) вид Юпитера и Ио.