Джим Брейтот - 101 ключевая идея: Астрономия

Арктур в созвездии Волопаса является оранжево-красной звездой с видимой величиной около -0,1; он расположен на расстоянии примерно 37 световых лет от Солнца. Его можно наблюдать в Северном полушарии, если глядеть прямо на юг незадолго до полуночи в середине и конце мая. Его абсолютная величина составляет -0,4, а диаметр в 40 раз больше диаметра Солнца.

Звезды, превосходящие красных гигантов на 5 или более звездных величин на диаграмме Герцшпрунга — Ресселла, называются сверхгигантами. Их диаметр может превосходить солнечный до 300 раз. Самый крупный сверхгигант, Антарес, является звездой класса М с видимой величиной 0,9. Он расположен на расстоянии 520 световых лет от Солнца. Его абсолютная величина равна -5,1, а диаметр почти в 300 раз больше, чем у Солнца.

Красная звезда, или сверхгигант, — это звезда, покинувшая Главную последовательность в результате коллапса ядра звезды с последующим вздуванием и остыванием внешних ее слоев. Это происходит, когда весь водород в ядре звезды превращается в гелий. Когда весь гелий в ядре превращается в более тяжелые элементы, гигантская звезда коллапсирует и становится белым карликом или сверхновой.

См. также статьи "Эволюция звезд", "Диаграмма Герцшпрунга — Ресселла ", "Звездная величина ", "Тепловое излучение"

Кратером называется чашеобразное углубление на поверхности планеты или малого небесного тела, обычно имеющее внешнее кольцо, выступающее над поверхностью за пределами кратера. Происхождение кратера может быть вулканическим или метеоритным. Кратеры на Земле подвержены эрозионному процессу под воздействием ветра и дождя. Считается, что кратер, обнаруженный неподалеку от мексиканского побережья, возник 65 млн. лет назад в результате падения метеорита, что привело к гибели динозавров.

Поверхность Меркурия, изобилующая кратерами, в основном оставалась неизменной со времени формирования планеты, так как на Меркурии нет атмосферы, а следовательно, и процессов эрозии. Как полагают астрономы, бассейн Калорис на Меркурии, крупная кольцевая структура более 1300 км в диаметре, образовался в результате метеоритного удара.

Лунные кратеры сильно различаются по диаметру; самый большой кратер на видимой стороне Луны имеет диаметр 295 км. Кольцевой вал крупного кратера может на тысячи метров возвышаться над его дном. По сравнению с этим Большой Каньон в Аризоне может показаться незначительным, поскольку его длина не превышает 10 км при глубине 1,5 км.

Согласно современным представлениям, большинство лунных кратеров образовалось в результате метеоритных ударов на раннем этапе развития Солнечной системы как следствие столкновения с тучами "космического мусора", вращавшегося после формирования планет вокруг Солнца. Светлые и темные области, видимые на поверхности Луны, считались горами и морями до того, как Галилей воспользовался телескопом для наблюдения лунных кратеров. Тот факт, что темные области менее густо покрыты кратерами, чем светлые, подразумевает, что большая часть ударных кратеров образовалась до того, как лава из лунных недр прорвалась на поверхность и покрыла светлые области, образовав "моря". Принято считать, что эти лавовые выбросы, покрывающие огромные области лунной поверхности, образовались в результате ударов колоссальных метеоритов. Характерной чертой некоторых лунных кратеров являются "лучи", расположенные на поверхности и расходящиеся во все стороны от кратера. Эти линии образованы из поверхностного материала, выброшенного метеоритным ударом и разлетевшегося в разных направлениях.

См. также статьи "Луна 1", "Меркурий".

Луна вращается вокруг Земли на среднем расстоянии 384 000 км с периодом 27,3 суток, но при наблюдении с Земли она проходит через полный цикл своих фаз через каждые 29,5 суток. Это происходит потому, что часть освещенной Солнцем поверхности Луны, видимой с Земли, изменяет свою форму по мере того, как Луна движется вокруг Земли.

В новолуние можно видеть тонкий серп Луны, концы которого указывают в восточном направлении. Луна в этот период расположена между Землей и Солнцем таким образом, что почти вся ее освещенная поверхность обращена от Земли. По мере того как Луна движется по своей орбите на восток, часть ее освещенной Солнцем поверхности, видимая с Земли, постепенно возрастает (или прибывает) до полнолуния, когда на Земле можно наблюдать весь лунный диск. Тогда Луна находится в направлении от Солнца и обращена к Земле. При дальнейшем движении по орбите часть освещенной Солнцем лунной поверхности, видимая с Земли, уменьшается (или убывает) до тонкого полумесяца, концы которого указывают в западном направлении. Затем Луна исчезает и снова появляется в новолуние.

Солнечный свет

Фазы Луны

При наблюдении с Земли на лунной поверхности выделяются яркие и темные области, которые называются лунными "горами" и "морями" соответственно. Кратеры можно видеть на лунной поверхности повсюду, но лучше всего они выделяются на краю освещенной Солнцем части, где их выступы отбрасывают на поверхность длинные тени. "Моря" представляют собой сравнительно ровные области, которые, как считается, вызваны обширными лавовыми излияниями в результате ударов крупных метеоритов на раннем этапе лунной истории, когда ее недра находились частично в жидком состоянии. Полусфера Луны, обращенная к Земле, никогда не меняется, поскольку период вращения Луны вокруг своей оси точно такой же, как период ее вращения вокруг Земли. Этот эффект обусловлен "приливными" гравитационными силами, которые воздействуют на Луну со стороны Земли.

См. также статью "Кратеры".

Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной, поскольку она вращается вокруг своей оси со средней скоростью своего вращения по орбите вокруг Земли. Для земного наблюдателя Луна движется в восточном направлении через созвездия около плоскости эклиптики, медленно поворачиваясь против часовой стрелки вокруг своей оси, так что к Земле всегда обращена лишь одна ее сторона. Однако мы можем видеть более половины лунной поверхности, так как иногда определенная ее часть "вокруг краев" и над "полюсами" может быть видна. Эти эффекты известны под соответственными названиями либрация по широте и либрация по долготе.

Либрация по долготе достигает в максимуме ± 7°45́ и происходит потому, что орбита Луны эллиптическая, а не круговая и расстояние от нее до Земли изменяется в пределах от 360 000 км до 406 000 км. Скорость движения Луны по ее орбите тоже незначительно изменяется: она наиболее велика, когда Луна находится ближе всего к Земле, и наименее велика при наибольшем отдалении. Поскольку скорость вращения Луны вокруг ее оси не меняется, а скорость ее орбитального вращения изменяется в незначительных пределах, отдельные участки другой стороны Луны иногда становятся видимыми с Земли.