Джим Брейтот - 101 ключевая идея: Астрономия

Собственное движение звезды используется для вычисления скорости и направления звезды по отношению к Солнцу. Эти параметры можно определить, если измерить радиальную скорость звезды (расстояние в угловых секундах, пройденное по отношению к Солнцу) и ее тангенциальную скорость (расстояние в угловых секундах, перпендикулярное к линии зрения).

Радиальная скорость измеряется на основе доплеровского смещения в спектре звезды, тангенциальная — вычисляется путем умножения расстояния до звезды на ее собственное движение в радианах в секунду (где 1 радиан = 180/n градусов). Знание скорости и направления движения звезд по отношению к Солнцу, позволило вычислить собственную скорость и направление движения Солнца: примерно 4,2 астрономической единицы в год, или 20 км за секунду, по направлению к созвездиям Лиры и Геркулеса.

См. также статьи "Созвездия 1", "Дистанционные измерения 1", "Спектр оптический".

Созвездия, которые мы привыкли видеть на картах звездного неба, представляют собой произвольные группы звезд, выделенные тысячи лет назад древнегреческими астрономами. Другие древние цивилизации тоже составляли карты небосвода в форме созвездий, но 88 созвездий, обозначенных в современных звездных атласах, определились в Древней Греции. На самом деле в ночном небе две звезды, которые кажутся очень близко расположенными, могут находиться на большем расстоянии друг от друга, чем от Земли. Кажущаяся близость возникает из-за того, что они находятся почти в одном и том же направлении от наблюдателя, но в действительности их разделяет огромное расстояние, если только они не являются двойными звездами.

За исключением созвездий, состоящих из незаходящих звезд, остальные созвездия ночного неба меняются в течение года. Это происходит потому, что они находятся в направлении, противоположном от Солнца, когда мы наблюдаем их с ночной стороны Земли. Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за год. По мере того как наша планета движется вокруг Солнца, вид ночного неба изменяется в направлении, противоположном положению Солнца. К примеру, созвездие Ориона — одно из самых заметных зимних созвездий в Северном полушарии, потому что в зимнее время оно находится в направлении, противоположном от Солнца. Нет смысла искать созвездие Ориона летом, поскольку оно находится на одном направлении с Солнцем. Это происходит потому, что Земля переместилась по своей орбите примерно на 180° от зимнего положения. Вы можете узнать, какие созвездия можно видеть в каждое время года, пользуясь звездным атласом.

Пояс созвездий, через который проходит плоскость эклиптики, называется зодиаком. Если бы Солнце было гораздо менее ярким и мы могли одновременно видеть звезды и наше светило, то мы наблюдали бы, как оно в течение года движется через созвездия зодиака. Поскольку орбиты остальных планет лежат примерно в одной плоскости, планеты, наблюдаемые с Земли, не отклоняются далеко от плоскости эклиптики, а потому тоже движутся через созвездия зодиака.

См. также статью "Небесная сфера 1".

Вот два упражнения, предназначенные для начинающих, которые помогут вам ориентироваться в главных созвездиях ночного неба Северного полушария.

1. Посмотрите на север и определите местоположение семи звезд, известных как Большой Ковш в созвездии Большой Медведицы. В бинокль или любительский телескоп можно видеть предпоследнюю звезду рукояти Ковша, звезду Мицар, и ее спутницу — Алькор. На другой стороне Ковша Большой Медведицы две звезды Дубхе и Мерак указывают на Полярную звезду в созвездии Малой Медведицы.

Продолжите воображаемую линию зрения от указателей в конце Большой Медведицы на Полярную звезду и дальше. Там вы увидите созвездие Кассиопеи, легко обнаруживаемое в ночном небе, так как оно образует гигантскую букву W, расположенную примерно под таким же углом к Полярной звезде, как Ковш Большой Медведицы. Сразу за Кассиопеей находится созвездие Андромеды, включающее М31, галактику из созвездия Андромеды — единственный объект за пределами Млечного Пути, который можно видеть невооруженным глазом.

2. Зимой в ночном небе властвует созвездие Ориона, которое поздней осенью восходит над восточным горизонтом около полуночи и заходит незаметно для нас около полудня. Верхняя левая звезда в созвездии Ориона — это красный сверхгигант Бетельгейзе. Звезда в конце его "правой ступни" — голубовато-белый сверхгигант Ригель. Под звездой, образующей оконечность "левой ноги" Ориона, расположен Сириус — ярчайшая звезда ночного неба. К западу от Ориона и немного выше можно обнаружить рассеянное скопление Плеяд в созвездии Тельца.

Орион и его окрестности

См. также статьи "Небесная сфера 3", "Сверхновая".

Солнечная система состоит из Солнца, планет, их спутников, астероидов и комет. Некоторые физические свойства планет приведены в таблице внизу; Солнце включено в таблицу для сравнения.

Солнце образовалось около 4,5 млрд. лет назад из медленно вращающегося облака межзвездного газа и пыли, которое сжималось под воздействием собственной тяжести. Центральный регион сжимающегося облака становился плотнее и горячее, образуя так называемую протозвезду, которая продолжала сжиматься и разогреваться до тех пор, пока в ядре звезды не началась реакция ядерного синтеза. Из вращающегося диска, образованного внешними регионами облака, сформировались планеты, которые движутся вокруг Солнца в одном направлении и в одной плоскости друг с другом. Более тяжелые элементы, такие, как железо и кремний, сконденсировались ближе в Солнцу и сформировали внутренние планеты, в то время как более легкие элементы, включая лед, остались на внешней окраине диска и сформировали внешние планеты. Мощные вспышки, происходившие на Солнце во время его стабилизации, выталкивали межпланетный газ и пыль далеко за пределы формирующихся планет. Возможно, это привело к образованию облака Оорта, откуда, как считается, происходят долгопериодические кометы.

См. также статьи "Астероиды", "Кометы", "Планеты", "Звезды 2".

Солнечные или лунные затмения происходят, когда Земля, Солнце и Луна находятся на одной линии друг с другом. Когда Луна находится между Солнцем и Землей, происходит солнечное затмение, так как лунная тень частично закрывает поверхность Земли. Область полного затмения, образуемая конусообразной тенью Луны, составляет на дневной стороне Земли около 300 км в диаметре. Из-за вращения Земли область полного затмения движется по земной поверхности со скоростью порядка 1000 км в час, поэтому период темноты в любом месте, где проходит затмение, составляет не более нескольких минут. В момент полного затмения вокруг солнечного диска можно видеть солнечную корону, состоящую из раскаленных газов. Эти газы протягиваются в космосе на миллионы километров. Регион частичного затмения на поверхности Земли занимает площадь около 5000 км 2 . Каждый наблюдатель в этом регионе может увидеть частичное солнечное затмение по мере того, как лунный диск постепенно закрывает и открывает часть поверхности солнечного диска. Кольцевое солнечное затмение можно наблюдать, когда Луна находится дальше, чем обычно от Земли, так что ее тень не полностью достигает поверхности планеты. Тогда Солнце видно как кольцо на фоне темного лунного диска.