Что такое созвездия?

Звезд в Галактике очень много, и запомнить их все невозможно. Люди выбрали те, которые помогали им находить путь, заниматься земледелием. Затем разбили их на группы и соединили воображаемыми линиями.

Названия звезды и созвездия получили примерно 7 тысяч лет назад. Египтяне, греки, китайцы, народы, живущие по берегам Инда и Евфрата, давали им имена своих богов, героев и зверей. Самые яркие и значительные звезды имеют собственные имена: Сириус, Полярная звезда и др. Один из первых каталогов звездного неба, «Альмагест» греческого астронома Птолемея (137 г. н. э), перечисляет 48 созвездий и 1022 звезды «древнегреческого неба». Этим каталогом пользовались вплоть до середины XIV века. Эти созвездия основаны в основном на мифологии Древней Греции и охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы.

Семь самых ярких звезд созвездия Большой Медведицы образуют фигуру, похожую на ковш.

«Современное небо» насчитывает уже 88 созвездий. Новые созвездия были введены в эпоху великих географических открытий, в XVII—XVIII веках в ходе изучения южного неба и заполнения «пустых мест» на северном небе. Названия этих созвездий уже не имеют мифологических корней.

Сейчас созвездия выглядят иначе, чем сто тысяч лет назад. Совсем по-другому они будет выглядеть в будущем. Вид созвездий изменяется по нескольким причинам: они перемещаются по небосводу, некоторые звезды исчезают, другие рождаются.

Созвездия летнего неба


Созвездия осеннего неба


Созвездия весеннего неба


Созвездия зимнего неба

Что представляет собой Солнечная система?

Солнечная система - это центральная звезда Солнце и все космические тела, которые вращаются вокруг нее.

Строение Солнечной системы

В солнечной системе 8 наиболее крупных небесных тел, или планет. Наша Земля тоже планета. Кроме нее, вокруг Солнца совершают свое путешествие в космосе еще 7 планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Две последние с Земли можно наблюдать только в телескоп. Остальные видны невооруженным глазом.

Еще совсем недавно к числу планет причисляли еще одно небесное тело - Плутон. Он находится очень далеко от Солнца, за орбитой Нептуна, и был открыт лишь в 1930 году. Однако в 2006 году астрономы ввели новое определение классической планеты, и Плутон под него не попал.

Сравнительные размеры Солнца и планет Солнечной системы

Планеты известны людям с древних времен. Ближайшие соседи Земли - Венера и Марс, самые дальние от нее - Уран и Нептун.

Большие планеты принято делить на две группы. В первую группу входят планеты, находящиеся наиболее близко к Солнцу: это планеты земной группы, или внутренние планеты, - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все эти планеты имеют высокую плотность и твёрдую поверхность (хотя под ней и находится жидкое ядро). Самая большая в этой группе планета - Земля. Однако дальние от Солнца планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно превосходят Землю по размеру. Поэтому они получили название планеты-гиганты. Их также называют внешними планетами. Так, масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз. Планеты-гиганты значительно отличаются от планет земной группы по своему строению: они состоят не из тяжёлых элементов, а из газа, в основном из водорода и гелия, подобно Солнцу и другим звёздам. Планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности - это просто газовые шары. Поэтому их еще называют газовыми планетами.

Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, или малых планет. Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров. Крупнейшие астероиды этого пояса - Церера, Паллада и Юнона.

За орбитой Нептуна находится еще один пояс малых небесных тел, который называют поясом Койпера. Он в 20 раз шире пояса астероидов. Плутон, которые потерял статус планеты и был отнесен к карликовым планетам, как раз находится в этом поясе. В поясе Койпера есть и другие карликовые планеты, похожие на Плутон, в 2008 году их так и назвали - плутоиды. Это Макемаке и Хаумеа. Кстати, Цереру из пояса астероидов тоже относят к классу карликовых планет (но не плутоидов!).

Еще один плутоид - Эрида - по размерам сравним с Плутоном, но находится гораздо дальше от Солнца - за поясом Койпера. Интересно, что Эрида одно время даже была кандидатом на роль 10-ой планеты в Солнечной системе. Но в результате именно открытие Эриды стало причиной пересмотра статуса Плутона в 2006 году, когда Международный астрономический союз (МАС) ввел новую классификацию небесных тел Солнечной системы. По этой классификации Эрида и Плутон не попали под понятие классической планеты, а "заслужили" лишь звание карликовых планет - небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, не являются спутниками планет и имеют достаточно большую массу для того, чтобы поддерживать почти округлую форму, но, в отличие от планет, не способны расчистить свою орбиту от других космических объектов.

В состав Солнечной системы, помимо планет, входят их спутники, которые вращаются вокруг них. Всего спутников сейчас насчитывают 415. Неизменная спутница Земли - Луна. У Марса 2 спутника - Фобос и Деймос. У Юпитера 67 спутников, а у Сатурна - 62. 27 спутников имеет Уран. И только у Венеры и Меркурия спутников нет. А вот у "карликов" Плутона и Эриды спутники есть: у Плутона это Харон, а у Эриды - Дисномия. Впрочем, астрономы еще не пришли к окончательному выводу, является ли Харон спутником Плутона или система Плутон-Харон - это так называемая двойная планета. Даже у некоторых астероидов есть спутники. Чемпион по размерам среди спутников - Ганимед, спутник Юпитера, ненамного отстает от него спутник Сатурна Титан. И Ганимед, и Титан превосходят размерами Меркурий.

Кроме планет и спутников, Солнечную систему бороздят десятки, а то и сотни тысяч различных малых тел: хвостатые небесные тела - кометы, огромное количество метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и другие.

Все объекты Солнечной системы удерживаются в ней засчет силы притяжения Солнца, и все они вращаются вокруг него, причем в одном направлении с вращением самого Солнца и практически в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики. Исключение - некоторые кометы и объекты пояса Койпера. Кроме этого, практически все объекты Солнечной системы вращаются и вокруг своей оси, причем в ту же сторону, что и вокруг Солнца (исключение - Венера и Уран; последний и вовсе вращается "лежа на боку").

Планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одной плоскости - плоскости эклиптики


Плоскость эклиптики Солнечной системы
Орбита Плутона сильно наклонена относительно эклиптики (на 17°) и сильно вытянута

В Солнце сосредоточена практически вся масса Солнечной системы – 99,8%. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99% оставшейся массы (при этом большая часть — около 90% — приходится на Юпитер и Сатурн). Что касается размеров Солнечной системы, астрономы пока не пришли к единому мнению по этому вопросу. По современным оценкам, размер Солнечной системы составляет не менее 60 млрд. километров. Чтобы хотя бы приблизительно представить себе масштабы Солнечной системы, приведем более наглядный пример. В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.) - среднее расстояние от Земли до Солнца. Оно равно приблизительно 150 млн. км (свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с). Внешняя граница пояса Койпера находится на расстоянии 55 а. е. от Солнца.

Еще один способ представить себе реальные размеры Солнечной системы - это вообразить модель, в которой все размеры и расстояния сокращены в миллиард раз. В этом случае Земля будет около 1,3 см в диаметре (размером с виноградину). Луна будет вращаться на расстоянии около 30 см от нее. Солнце будет 1,5 метров в диаметре (примерно рост человека) и находиться на расстоянии 150 метров от Земли (примерно городской квартал). Юпитер - 15 см в диаметре (размер большого грейпфрута) и на расстоянии 5 городских кварталов от Солнца. Сатурн (размером с апельсин) - на расстоянии 10 кварталов. Уран и Нептун (лимоны) - 20 и 30 кварталов. Человек на этой шкале будет размером с атом; а ближайшая звезда - на расстоянии 40 000 км.

Астероиды

Астероиды (греч. "подобный звезде") - это малые планеты. Большинство астероидов представляют собой бесформенные каменные глыбы с поперечником в несколько тысяч, а иногда сотен метров. В Солнечной системе их общая масса не превышает 0,001 массы земного шара. Сравнительные размеры крупнейших астероидов и Луны Огромное количество малых планет движется в «поясе астероидов», который находится между Марсом и Юпитером - их счёт идет на сотни тысяч. Однако самые «смелые» из этих «малышей» нарушают общий порядок и подходят к другим планетам, в том числе и к Земле. Например, крошечная планета Гермес с поперечником около 2 километров может сблизиться с Землей до 580 тысяч километров. Пояс астероидов находится между Марсом и Юпитером Наблюдать за астероидами очень трудно. Они столь малы, что их орбиты изменяют большие планеты и даже их собственные собратья - более массивные астероиды. Самые крупные астероиды - Паллада и Веста. Диаметр этих небесных тел - около 500 км. Ранее самым крупным астероидом считалась Церера (ее диаметр 950 км, а масса составляет 32% от массы всего пояса астероидов). Но с 2006 г., когда в результате жарких дискуссий о Плутоне был введен новый статус небесных тел Солнечной системы - карликовые планеты, Церера перешла в эту категорию вместе с Плутоном, Эридой и другими. Церера и Веста. Снимки телескопа Хаббл

Астрономия

Астрономия - это наука, изучающая Вселенную. Она, пожалуй, одна из самых древних наук на земле. Слово "астрономия" происходит от двух греческих слов: "астрон" - звезда, светило и "номос" - закон. Таким образом, это слово означает "закон звезд".

Годами, тысячелетиями наблюдали люди за небом, накапливая астрономические знания. Уровень развития астрономии был высоким уже в древности. Ученые знали множество созвездий, могли рассчитывать время восхода и захода Солнца, Луны, планет, наиболее крупных звезд, предсказывать лунные и солнечные затмения. Эти знания и наблюдения помогали охотникам находить дорогу к своему стойбищу, морякам ориентироваться в море. С предсказаниями смены времен года были связаны сельскохозяйственные работы. По небесным светилам вели счет времени, составляли календари. По звездам предсказывали судьбу.

Сейчас уже не нужно определять курс корабля по звездам, предсказывать разливы рек или считать время по песочным часам. На смену астрономии здесь пришли технические средства. Но астрономия и космонавтика по-прежнему незаменимы в системах связи и телевидении, в наблюдениях Земли из космоса.

Астрономия тесно связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко в ней используются. Астрономия как наука основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков, астрономы лишены возможности ставить эксперименты над объектами своих исследований. Практически всю информацию о небесных телах нам приносит их электромагнитное излучение. Лишь в последние 40 лет некоторые небесные тела стали изучать непосредственно: с помощью автоматических станций стало возможным зондировать атмосферы планет, изучать их грунт.

Поэтому в XX веке астрономия разделилась на две главные ветви: наблюдательную и теоретическую. Цель наблюдательной астрономии - получение данных из наблюдений небесных тел. Эти данные астрономы затем анализируют с помощью основных законов физики. Астрономы-теоретики занимаются разработкой компьютерных, математических или аналитических моделей для описания астрономических объектов и явлений. Эти две ветви дополняют друг друга: теоретическая астрономия ищет объяснения результатам наблюдений, а наблюдательная астрономия используется для подтверждения теоретических выводов и гипотез.

Астрономия изучает фундаментальные законы природы и нашего мира. Поэтому особенно велико ее философское значение. Фактически она определяет наше мировоззрение.

Как можно наблюдать Солнце?

Солнце лучше всего наблюдать в телескоп, диаметр объектива которого не менее 60 миллиметров. На Солнце нельзя смотреть простым глазом, так как можно потерять зрение. Чтобы наблюдать Солнце, надо применять специальный солнечный окуляр или диафрагмировать объектив до одной третьей диаметра, а на окуляр надеть колпачок с темным стеклом или светофильтром.

Лучше всего при наблюдении Солнца использовать специальный солнечный экран - устройство, с помощью которого увеличенное изображение солнечного диска проецируется на экран-бумагу, где можно делать зарисовки. Для зарисовок заранее готовят листы чертежной бумаги, на каждом из которых вычерчивают окружность диаметром 100 миллиметров. Во время наблюдения с ней совмещают изображение солнечного диска.

Чтобы сфотографировать Солнце, к телескопу нужно приспособить специальную фотокамеру с затвором и кассетой или фотоаппарат. Нужно помнить, что в зеркальную систему нельзя смотреть без темного стекла.

Фотографии Солнца в телескоп Coronado PST + Sky-Watcher 80ED

Протуберанцы над Солнцем
5.06.11 14:03 msk
камера DMK 21AF04.AS FireWire + ЛБ 1.5х

Солнечные пятна с активной зоной
30.05.11 13:11 msk
камера DMK 21AF04.AS FireWire + ЛБ 1.5х

Вспышки на Солнце и солнечные пятна
2.06.11 13:20 msk
камера DMK 21AF04.AS FireWire + ЛБ 1.5х

Телескоп Coronado PST + Synta Sky-Watcher 80ED

Как измерили расстояние от Земли до Луны?

Расстояние от Земли до Луны пытались измерить еще древние греки.

До нас дошло только сочинение Аристарха Самосского «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» (III в. до н. э.), где он впервые в истории науки попытался установить расстояния до этих небесных тел и их размеры.

К решению этого вопроса Аристарх подошел очень остроумно. Он исходил из предположения, что Луна имеет форму шара и светит отраженным от Солнца светом. В этом случае, в те моменты, когда Луна имеет вид полудиска, она образует прямоугольный треугольник с Землей и Солнцем:

Если в этот момент точно определить угол между направлениями с Земли на Луну и на Солнце (CAB), можно из простых геометрических соотношений найти, во сколько раз катет (расстояние от Земли до Луны AB) меньше гипотенузы (расстояния от Земли до Солнца AC). По Аристарху, CAB=87°; следовательно, соотношение этих сторон 1:19.

Аристарх ошибся приблизительно в 20 раз: в действительности расстояние до Луны меньше, чем до Солнца, почти в 400 раз. Загвоздка заключается в том, что точно определить момент, когда Луна оказывается в вершине прямого угла, лишь на основе наблюдений невозможно. Малейшая же неточность влечет за собой огромное отклонение от истинного значения.

Величайший астроном древности Гиппарх Никейский в середине II века до н. э. с большой уверенностью определил расстояние до Луны и ее размеры, приняв за единицу радиус земного шара.

В своих вычислениях Гиппарх исходил из правильного понимания причины лунных затмений: Луна попадает в земную тень, имеющую форму конуса с вершиной, находящейся где-то в стороне Луны.

Схема, поясняющая определение радиуса Луны по методу Аристарха.
Византийская копия X века.

Посмотрите на рисунок. Он показывает положение Солнца, Земли и Луны во время лунного затмения. Из подобия треугольников следует, что расстояние от Земли до Солнца AB во столько раз больше расстояния от Земли до Луны BC, во сколько раз разность радиусов Солнца и Земли (AE - BF) больше разности радиусов Земли и ее тени на расстоянии Луны (BF - CG).

Из наблюдений при помощи простейших угломерных инструментов следовало, что радиус Луны составляет 15', а радиус тени приблизительно 40', то есть радиус тени больше радиуса Луны почти в 2,7 раза. Приняв расстояние от Земли до Солнца за единицу, можно было установить, что радиус Луны почти в 3,5 раза меньше радиуса Земли.

Уже было известно, что под углом в 1' наблюдается предмет, расстояние до которого превосходит его размеры в 3 483 раза. Следовательно, рассуждал Гиппарх, под углом в 15' наблюдаемый предмет будет в 15 раз ближе. Значит, Луна находится от нас на расстоянии, в 230 раз (3 483 : 15) превосходящем ее радиус. А если радиус Земли составляет приблизительно 3,5 радиуса Луны, то расстояние до Луны равно 230 : 3,5 ~ 60 радиусов Земли, или около 30 земных диаметров (это около 382 тыс. километров).

В наше время измерение расстояния от земли до Луны было выполнено с помощью метода лазерной локации. Суть этого метода заключается в следующем. На поверхности Луны устанавливается уголковый отражатель. С Земли с помощью лазера на зеркало отражателя направляется лазерный луч. При этом точно фиксируется время, когда сигнал был излучён. Отражённый от прибора на Луне свет в течение примерно одной секунды возвращается в телескоп. Определив точное время, за которое луч света проходит расстояние от Земли до Луны и обратно, можно установить расстояние от источника излучения до отражателя.

С помощью этого метода расстояние от земли до Луны определено с точностью до нескольких километров (максимальная точность измерения в настоящее время - 2-3 сантиметра!): в среднем оно составляет 384 403 км. «В среднем» не потому, что это расстояние взято из разных или приблизительных результатов измерений, а потому, что орбита Луны представляет собой не окружность, а эллипс. В апогее (наиболее удаленная от Земли точка орбиты) расстояние от центра Земли до Луны 406 670 км, в перигее (наиболее близкая точка орбиты) — 356 400 км.

Почему Юпитер называют гигантом?

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца планета (после Меркурия, Венеры, Земли и Марса).

Древние астрономы назвали эту планету именем древнеримского бога неба, грома, молнии и дождя. Юпитер - настоящий гигант, самая большая планета Солнечной системы. Для невооруженного глаза это яркое желтое светило, которое своим блеском затмевает все планеты, за исключением Луны и Венеры. Он светит даже ярче, чем Сириус - самая яркая звезда на нашем небосклоне.

По астрономической классификации Юпитер - газовый гигант, так же как Сатурн, Уран и Нептун. Однако вес Юпитера в 2 раза превышает вес всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых! Однако масса Юпитера все же в 1000 раз меньше, чем масса Солнца. Если сравнивать с Землей, то радиус Юпитера в 11,2 раза больше, чем у нашей родной планеты; гигант в 1300 раз больше Земли по объёму и в 318 раз - по массе. И это при том, что плотность Юпитера в 4 раза меньше плотности Земли - ведь он состоит из газа и жидкости, а не из твердого вещества. Из-за огромной массы гравитация (сила притяжения) на Юпитере в 2,5 раза больше, чем на Земле. Это означает, что человек, весящий в земных условиях 50 кг, на Юпитере весил бы 125 кг.

Юпитер

Юпитер имеет мощную атмосферу высотой 50 км, состоящую на 90% из водорода и на 10% гелия. В нижних слоях атмосферы обнаруживаются также аммиак, сероводород, метан, гидросульфид аммония, вода и другие простые соединения, которые образуют облака. Большая часть Юпитера находится в жидком состоянии. Верхний слой - это смесь водорода и гелия толщиной 20 тыс. км, постепенно меняющая свое состояние по направлению к ядру от газообразного к жидкому, под влиянием повышения температуры и давления. Под жидким водородным слоем, под давлением 3 млн. земных атмосфер, находится море жидкого металлического водорода глубиной 40 тыс. км. В центре Юпитера находится твердое ядро, которое по своим размерам в 1,7 раза превосходит нашу планету, а по плотности 10-30 раз плотнее земного ядра.

Четких границ между газообразной и жидкой фазами водорода нет, поэтому на Юпитере нет и четких границ между слоями.

Строение Юпитера

Как видите, хотя этот гигант называется газовым, вещества в газообразном состоянии на нем относительно немного: те простые вещества и соединения, которые в земных условиях известны нам как газы, на Юпитере под действием чудовищного давления пребывают в жидком состоянии. Так что твердой поверхности на Юпитере нет. А если бы и была, то на ней невозможно было бы находиться без опасения быть раздавленным весом атмосферы.

Водород на Юпитере в нижних слоях под действием невообразимого давления приобретает удивительное свойство - становится металлом и является прекрасным проводником электричества. Металлический водород, а также металлический гелий создают мощное магнитное поле Юпитера - самое сильное магнитное поле в нашей Солнечной системе (разумеется, после солнечного): оно простирается на более чем 7 миллионов километров по направлению к Солнцу, а в противоположном направлении - почти до орбиты Сатурна. Мощные магнитные токи вызывают устойчивые полярные сияния на Юпитере. Они появляются из-за того, что магнитное поле газового гиганта искривляет траектории заряженных частиц солнечного ветра и направляет их на полюса планеты. Попадая в атмосферу, эти частицы на время отрывают электроны от молекул газа, после чего электрическое поле возникших ионов притягивает электроны обратно. В результате воссоединения электронов с ионами и восстановления исходных нейтральных молекул как раз и излучаются полярные сияния.

Полярное сияние на Юпитере
снимок в ультрафиолете с телескопа "Хаббл"
Белые пятнышки - это магнитные трубки, которые соединяют Юпитер с его спутниками:
яркое пятно слева - с Ио, пятно ниже центра - с Ганимедом, а маленькое пятнышко правее и ниже его - с Европой.

У Юпитера есть и радиационные пояса, подобные радиационным поясам Земли, но превосходящие их по силе и размерам в 14 раз. Эта гигантская планета — сильный радиоисточник, способный сильно повредить любой космический аппарат, подлетевший к нему слишком близко.

Магнитосфера Юпитера

Внимательный читатель, наверно, обратил внимание, что по химическому составу Юпитер весьма схож со звездой: он состоит, в основном, из водорода и гелия. Но стать звездой гиганту все же не дано: для того, чтобы он начал сжиматься и разогрелся до такой степени, чтобы в его недрах начались термоядерные реакции, характерные для звезд, ему нужно быть в 80 раз тяжелее! Поэтому астрономы называют его "неудавшейся звездой".

Тем не менее, Юпитер излучает тепла на 60% больше, чем получает от Солнца. Предполагают, что высвобождение тепла происходит из-за сжатия планеты, начавшегося еще в процессе ее формирования.

В атмосфере Юпитера постоянно бушуют грандиозные по масштабам атмосферные явления - ураганы и вихри, которые во много раз превосходят аналогичные земные события и достигают скорости 500 км/ч. Ветры в атмосфере Юпитера обусловлены не солнечным излучением, как на Земле, а внутренним теплом планеты.

Вихри и мощные ветры обусловливают интересную особенность Юпитера - его полосатость. Каждая такая полоса - это потоки вещества, причем в пределах смежных полос направление ветров противоположно, а скорость различна:

Движение облаков в атмосфере Юпитера
(Фото и анимация NASA)

Цвет полос связан с их составом и физическими свойствами. Светлые зоны - это области повышенного давления и восходящих потоков. Облака, образующие эти зоны, располагаются примерно на высоте 20 км, а их светлую окраску объясняют повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Темные пояса расположены ниже; это области нисходящих потоков. Они состоят, предположительно, из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. На границах поясов и зон наблюдаются многочисленные сильные завихрения. Один такой огромный вихрь, видимый как красное пятно, астрономы наблюдают еще с XVII века. Его так и называют: Большое Красное пятно. Это самый мощный вихрь в Солнечной системе. В его поперечнике могли бы поместиться 3 таких планеты, как Земля (а 100 лет назад он был в 2 раза больше). Вещество Большого красного пятна вращается со скоростью более 500 км/ч и делает полный оборот за 6 земных суток.

Большое Красное пятно
(Фото автоматической межпланетной станции "Кассини")




Большое Красное пятно
(Фото "Вояджера-1")

Несмотря на свою массивность, Юпитер - чемпион в Солнечной системе по скорости вращения вокруг своей оси: сутки на Юпитере длятся чуть меньше 10 часов. Из-за такого быстрого вращения планета заметно сплющена: ее экватериальный радиус на 6,49% больше полярного.

Год на Юпитере, то есть период полного обращения вокруг Солнца, составляет около 12 земных лет.

Спутники Юпитера состоят из твердых материалов. Сейчас их насчитывают более 60. Самые крупные - Ио, Каллисто, Ганимед и Европа. Эти спутники х называют "галилеевыми", потому что их открыл Галилео Галилей в 1610 г. Они видны даже в хороший бинокль. Ио - самый активный спутник в Солнечной системе по геологической активности: на нем более 400 действующих вулканов, и весь он покрыт застывшей лавой. На Ио можно наблюдать своего рода взрывы, при этом вещество спутника выбрасывается высоко в атмосферу и потом снова падает на планету. Вулканические извержения выбрасывают в космос огромные количества газа (оксида серы), который ионизируется под действием магнитного поля Юпитера и образует плазму, дополняющую магнитосферу Юпитера.

Спутники Юпитера  

Почему Луна не падает на Землю?

Луна моментально упала бы на Землю, если бы была неподвижной. Но Луна не стоит на месте, она вращается вокруг Земли.

Вы можете убедиться в этом сами, проведя простой эксперимент. Привяжите к ластику нитку и начните ее раскручивать. Ластик на нитке будет прямо-таки вырываться из вашей руки, но нитка его не пустит. А теперь остановите вращение. Ластик тут же упадет.

Еще более наглядный пример-аналогия - чертово колесо. Люди не выпадают из этой карусели, когда находятся в высшей точке, даже несмотря на то, что находятся вниз головой, потому что центробежная сила, которая отбрасывает их наружу (притягивает к сиденью), больше, чем сила тяготения Земли. Скорость вращения чертова колеса специально рассчитывается, и если бы центробежная сила оказалась меньше, чем сила притяжения Земли, это закончилось бы катастрофой - люди выпадали бы из своих кабин.

Точно так же обстоит дело с Луной. Сила, которая не дает Луне "убежать" при вращении - это сила притяжения Земли. А сила, которая не дает Луне упасть на Землю - это центробежная сила, которая возникает при вращении Луны вокруг Земли. Обращаясь вокруг Земли, Луна движется по орбите со скоростью 1 км/сек, то есть достаточно медленно, чтобы не покинуть свою орбиту и "улететь" в космос, но и достаточно быстро, чтобы не упасть на Землю.

Между прочим...

Вы удивитесь, но на самом деле Луна... отдаляется от Земли со скоростью 3-4 см в год! Движение Луны вокруг Земли можно представить как медленно раскручивающуюся спираль. Причиной такой траектории Луны является Солнце, которое притягивает Луну в 2 раза сильнее, чем Земля.

Почему же тогда Луна не падает на Солнце? А потому что Луна вместе с Землей вращается, в свою очередь, вокруг Солнца, и притягательное действие Солнца без остатка тратится на то, чтобы постоянно переводить оба эти тела с прямого пути на искривленную орбиту.

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Ребус. Астрономия

ОТВЕТ

Метеоры

Иногда можно наблюдать, как с неба падают звезды. Говорят, что когда видишь падающую звезду, надо загадать желание, и оно обязательно исполнится.

Но то, что мы принимаем за падающие звезды, - это всего-навсего маленькие камни, летящие из космического пространства. Подлетая к нашей планете, такой камень сталкивается с воздушной оболочкой и при этом так сильно раскаляется, что начинает светиться, как звездочка. Вскоре «звездочка», не долетев до Земли, сгорает и гаснет. Эти космические пришельцы называются метеорами. Если часть метеора достигает поверхности, то ее называют метеоритом. Очень яркие метеоры называют болидами.

За сутки в атмосфере Земли возникают сотни миллионов метеоров. Их масса оценивается в тысячи тонн в сутки. А ведь, кроме этого, за сутки на Землю попадает также около 100 тонн пылевых частиц, слишком мелких, чтобы вызывать появление видимых метеоров.

В некоторые дни года метеоры появляются на небе гораздо чаще, чем обычно. Это явление называют метеорным потоком (в народе - говорят, что идет звездный дождь), когда наблюдаются десятки тысяч метеоров в час.

Если проследить на небе пути метеоров, то покажется, что все они вылетают из одной точки. Ее называют радиантом потока. Такая зрительная иллюзия возникает из-за явления перспективы (подобное мы наблюдаем, когда смотрим на железную дорогу и видим, что у горизонта рельсы сходятся). На самом же деле метеорные частицы движутся по параллельным траекториям.

Астрономы выделили несколько десятков метеорных потоков. Многие из которых возникают ежегодно и длятся от нескольких часов до нескольких недель. Обычно метеорные потоки называют по имени созвездия, в котором лежит их радиант: например, Персеиды, имеющие радиант в созвездии Персея, Геминиды – с радиантом в Близнецах.

Метеорный поток Персеиды

Откуда идет "звездный дождь"? Метеорные потоки наблюдаются тогда, когда Земля пересекает траекторию роя частиц, образовавшегося при разрушении кометы. Ведь когда комета приближается к Солнцу, она нагревается его лучами и теряет вещество. За несколько столетий под действием силы притяжения планет эти частицы образуют вытянутый рой вдоль орбиты кометы. Если Земля пересекает этот поток, мы ежегодно наблюдаем звездный дождь.

Марс

На ночном небе Марс - это темно-красная пульсирующая точка. Люди с незапамятных времен связывали эту звезду с чем-то грозным и опасным. Вавилонянам она была известна как Нергал - предвестница войны и зноя. Сифир пахлавани, или «небесный огонь» - таково персидское имя этой планеты. В Древней Индии - Ангарака, «небесный огонь». Китайцы нарекли Марс «грозно наказующим судьей». Греческий бог войны Арес ассоциировался с этой планетой, носящей его имя. Затем оно перешло и к римлянам, назвавшим ее Марсом - именем своего бога войны. Чем объяснить такое единодушие? Может быть, тем, что мерцающий красный огонек напоминал пролитую в битвах кровь и огонь пожаров. На самом деле красный оттенок поверхности Марса придает оксид железа, попросту говоря - ржавчина, содержащаяся в пыли и марсианском грунте.

Марс. Вид из космоса

Достоверные данные о Марсе добывали в течение многих столетий, и оказалось, что планета очень похожа на нашу Землю. Некоторое время ученые даже предполагали, что там может существовать жизнь. Но эти предположения не подтвердились.

Марс - четвертая, считая от Солнца, планета, следующая за Землей. Полный оборот вокруг Солнца Марс совершает за 687 земных суток. Следовательно, марсианский год почти вдвое меньше земного. Поперечник планеты равен 6780 километрам, а масса почти в 10 раз меньше земной, поэтому сила тяжести на Марсе в 2,5 раза меньше, чем на Земле.

Сравнение размеров Земли и Марса

Марс имеет атмосферу, которая в основном состоит из углекислого газа и сильно разрежена.

На Марсе намного холоднее, чем на Земле. Температура колеблется от 30 градусов тепла днем до 80 градусов мороза ночью. От такого перепада температуры на планете постоянно свирепствуют пылевые бури. Они могут длиться от нескольких недель до нескольких месяцев и охватывать иногда целое полушарие.

Поверхность Марса на некоторых участках покрыта горными хребтами, вулканическими конусами и куполами, глубокими каньонами с изрезанными краями. Рельефным неровностям Марса принадлежит несколько рекордов Солнечной системы. Так, потухший вулкан - гора Олимп является самой высокой горой на планетах Солнечной системы (ее высота 21, 2 км), а долины Маринер - это самая крупная система каньонов в Солнечной системе длиной 4,5 тыс. км, шириной 200 км, а глубиной - до 11 км (для сравнения, знаменитый Гранд-Каньон в США имеет длину 446 км, то есть в 10 раз меньше, чем долины Маринер, ширина его - от 6 до 29 км, глубина - менее километра). На Марсе находится самый крупный из ударных каньонов в Солнечной системе: его длина 10,6 тыс. км, а ширина — 8,5 тыс. км.

Олимп - марсианский потухший вулкан,
самая высокая гора в Солнечной системе


Долины Маринер на Марсе
Фото NASA

Наблюдаются на Марсе русла высохших рек и каналов. Большая часть Марса - это сухие пустынные районы, покрытые красноватым грунтом и большим количеством камней.

Встречается на Марсе и вода, но только в твердом состоянии - в виде снега, льда или инея. Некоторые ученые предполагают, что под поверхностью планеты находится слой вечной мерзлоты.

Вокруг Марса вращаются два спутника - Фобос и Деймос (их названия переводятся с греческого как "страх" и "ужас"), которые, в сущности, представляют собой куски камня. Фобос и Деймос, скорее всего, - захваченные притяжением Марса астероиды.

Спутники Марса - Фобос и Деймос  

Юпитер

Самая большая планета Солнечной системы — Юпитер. Он больше Земли в 13 раз. Юпитер расположен на очень большом расстоянии от Земли. Чтобы долететь до него, потребуется 2 года. На этой планете нет твердой поверхности, вместо нее — огромный океан, но в нем плещется не вода, а жидкое вещество, напоминающее кисель. Вообще, на Юпитере немало тайн. Например, ученые знают, что Юпитер изнутри обогревает себя сам, но что за «котельная» находится в его недрах, понять не могут. А еще на Юпитере есть загадочное Красное пятно — большое и хорошо видное в телескоп, его никогда не закрывают облака и оно всегда находится на одном месте. Ученые выяснили, что Красное пятно - это огромный атмосферный вихрь, превосходящий по размерам Землю! Впервые его увидели 300 лет назад, но оно существует до сих пор и утихать не собирается.

Весь Юпитер окутан очень плотной атмосферой.

У Юпитера много спутников. На сегодняшний день их известно 63.

 

 

Меркурий

Меркурий - самая «жаркая» планета. Он ближе всего находится к Солнцу на расстоянии - 0,387 астрономических единиц (58 млн. км).

Из-за того, что Меркурий находится так близко от Солнца (угловое расстояние от Солнца не превышает 28°), его трудно наблюдать: в высоких широтах ночью его невозможно увидеть, а виден он только перед восходом Солнца или после заката.

Меркурий назван в честь древнеримского бога - покровителя торговли, путешественников и воров, а также вестника богов. Неудивительно что он получил свое имя в честь именно этого бога, не знающего покоя: он "бегает" по небу очень быстро: год на Меркурии, то есть время полного оборота вокруг Солнца, равен всего 88 земным суткам. Интересно, что полный оборот вокруг своей оси Меркурий делает за 58,65 суток, то есть сутки на Меркурии равны 2/3 меркурианского года! То есть за один меркурианский год Меркурий успевает повернуться вокруг своей оси на полтора оборота.

На Меркурии не бывает смены времен года, как на Земле, потому что его ось вращения находится под прямым углом к плоскости орбиты.

 

Меркурий - наименьшая из планет. Его диаметр - всего около 5 тысяч километров. Эта планета обладает незначительной силой притяжения и очень разреженной гелиевой атмосферой. Частицы гелия поступают к Меркурию от Солнца, но долго не задерживаются и улетучиваются в космическое пространство.

Меркурий имеет металлическое ядро, радиус которого составляет три четверти (около 70%, или 1800-1900 км) радиуса самой планеты. На освещенной Солнцем стороне температура достигает +300-420 градусов. На ночной стороне Меркурий остывает до -170 градусов. Поверхность этой планеты покрыта множеством кратеров метеоритного происхождения.

 

Сатурн

У планеты Сатурн есть удивительные кольца (такие же кольца есть у планет Уран и Нептун). Вот как они выглядят:

Кольца Сатурна необычайно тонки: хотя их диаметр около 250,000 км, их толщина не превышает 1.5 километров. Сатурн окружают три кольца (А, B и C), которые, как и экватор планеты, наклонены к плоскости ее орбиты под углом 26°45’. Есть и более слабые кольца – D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается еще больше.

Внутренние части колец вращаются быстрее внешних.

Внешнее кольцо отделено от среднего темным промежутком - щелью Кассини. Среднее кольцо - самое яркое. От внутреннего кольца оно тоже отделено темным промежутком. Внутреннее темное и полупрозрачное кольцо называется креповым. Край его размыт, кольцо постепенно сходит на нет.

Эти кольца состоят из пыли, кусков льда и камней. Их размеры колеблются от сантиметра до нескольких метров.

Почему кольца плоские? Их форма - это результат действия двух сил: гравитационной (притяжения) и центробежной. Гравитационное притяжение стремится сжать их со всех сторон. Вращение колец препятствует сжатию поперек оси вращения, но не может помешать ее сплющиванию вдоль оси.

Откуда они появились? На этот счет существует две гипотезы.

Согласно первой теории, кольца появились в результате крушения неосторожного спутника, кометы или астероида, приблизившегося к Сатурну. Разрушение «чужеродного» тела могло произойти из-за влияния приливных сил гигантского Сатурна, буквально разорвавшего его "на клочки" своим мощным притяжением. Расчеты показали, что если бы спутник и образовался на таком расстоянии, на котором находятся кольца, то он был бы разорван под действием приливной силы на мелкие осколки.

По другой гипотезе, кольца Сатурна - это остатки огромного околопланетного облака. Из внешних областей этого облака сформировались спутники, а внутренние все еще пребывают в раздробленном состоянии, то есть в виде колец. Они не смогли сформировать спутники из-за непостоянного притяжения Сатурна, слишком беспорядочно вращались и соударялись, и из-за этого постоянно дробились, так что дошли до такого рыхлого состояния, что рассыпаются от малейшего толчка.

А знаете ли вы...

• Первым кольца Сатурна обнаружил Галилео Галилей в 1610 году. Он увидел в свой телескоп очень расплывчатое изображение: Сатурн имел как бы два уха, или придатка: кольца Сатурна выглядели двумя туманными пятнами по бокам планеты. Галилей подумал, что это могут быть большие спутники: «Отдалённейшую из планет наблюдал тройною». По образному выражению Галилея, придатки напоминали «двух слуг, которые поддерживают старика Сатурна (бога времени у древних римлян) в его утомительном пути по небу».

• Кроме колец Сатурн имеет 62 спутника. Самый известный и крупный – Титан. Это единственный спутник в Солнечной системе, на котором обнаружена атмосфера.

 

Венера

Венера - вторая от Солнца и самая близкая к Земле планета. Однако до начала полетов в космос о Венере знали очень мало: вся поверхность планеты закрыта густыми облаками, которые не позволяли ее изучать. Эти облака состоят из серной кислоты, которые сильно отражают свет. Поэтому в видимом свете рассмотреть поверхность Венеры невозможно. Атмосфера Венеры в 100 раз плотнее земной и состоит из углекислого газа. Венера освещается Солнцем не больше, чем Земля освещается Луной в безоблачную ночь. Тем не менее, Солнце так нагревает атмосферу планеты, что на ней всегда очень жарко - температура поднимается до 500 градусов. Причина такого сильного разогрева - парниковый эффект, который создает атмосфера из углекислого газа.

Венера в естественном цвете

Атмосферу на Венере открыл великий русский ученый М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года, когда в телескоп можно было наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца. Это космическое явление было заранее вычислено, и его с нетерпением ожидали астрономы всего мира. Но только Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Ломоносов дал правильное научное объяснение этому явлению: он счел его результатом рефракции солнечных лучей в атмосфере Венеры. «Планета Венера, — писал он, — окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного».

Давление достигает 92 земных атмосфер. Это значит, что на каждый квадратный сантиметр давит столб газа весом в 92 килограмма. Поперечник Венеры всего на 600 километров меньше земного, а сила тяжести почти такая же, как на нашей планете. Килограммовая гиря на Венере будет весить 850 граммов. Таким образом, Венера очень похожа на Землю размером, силой тяжести и составом, поэтому ее называют "землеподобной" планетой, или "сестрой Земли".

Сравнение размеров
Слева направо: Меркурий, Венера, Земля, Марс

Венера вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном направлению других планет Солнечной системы - с востока на запад. Так себя ведет еще только одна планета в нашей системе - Уран.

Один оборот вокруг оси занимает 243 земных суток. А вот венерианский год составляет всего 224,7 земных суток. Получается, что день на Венере длится больше, чем год! На Венере наблюдается смена дня и ночи, а вот смены времен года не бывает.

В наше время поверхность Венеры исследуют как с помощью космических аппаратов, так и с помощью радиоизлучения. Так, обнаружено, что большую часть поверхности Венеры занимают холмистые равнины. Грунт и небо над ней оранжевого цвета. Поверхность планеты изрыта множеством кратеров, возникших от ударов гигантских метеоритов. Диаметр этих кратеров достигает 270 км! Узнали также, что на Венере десятки тысяч вулканов. Последние исследования показали, что часть из них - действующие.

Изображение поверхности Венеры на основе данных радиолокации:
вулканическая гора Маат высотой 8 км

У Венеры нет естественных спутников.

Венера — третий по яркости объект на нашем небе. Венеру называют Утренней звездой, а еще Вечерней звездой, потому что с Земли она выглядит ярче всего незадолго до восхода и заката Солнца (в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры - это разные звезды).

Венера на утреннем и вечернем небосклоне
светит ярче, чем самые яркие звезды

Венера - единственная планета Солнечной системы, которая получила свое имя в честь женского божества - остальные планеты названы в честь богов-мужчин.

 

Луна

Луна - ближайший сосед Земли. Точнее, не сосед, а ее спутник. Расстояние от Земли до Луны - 384,4 тыс. километров. Если шары размером с Землю поставить друг на друга, то тридцатый коснется Луны. На космическом корабле со скоростью 28 тысяч километров в час можно добраться до Луны за 13 часов 43 минуты.

Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли (эклиптике) на угол 5 с небольшим градусов. Поэтому Луна половину своего пути проделывает к северу от эклиптики, а вторую половину - к югу от эклиптики.

Луна кажется большой потому, что находится к Земле ближе других небесных светил, но она относительно невелика: диаметр Луны равен 3474 км - это немногим больше четверти диаметра Земли. А объем Луны составляет всего 2% от объема Земли, то есть наш спутник в 50 раз меньше Земли.

Ее масса в 81 раз меньше земной. Массы других больших спутников не достигают и тысячной доли масс планет, которым они принадлежат. Из-за меньшей массы притяжение у поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на нашей планете. Человек весом в 60 килограммов стал бы на Луне легче на 50 килограммов. Слабая сила притяжения не позволила Луне удержать атмосферу. По той же причине на Луне практически нет воды.

Луна обращается вокруг Земли и делает за месяц почти один оборот (точный период обращения Луны вокруг Земли - 27,3 дней). Лунный день и лунная ночь в отдельности длятся более 14,5 земных суток.

Обратная сторона Луны
Фото NASA / GSFC / Arizona State Univ.
/ Lunar Reconnaissance Orbiter

Любопытно, что периоды обращения Луны вокруг собственной оси и вокруг Земли одинаковы. Из-за этого Луна всегда обращена к Земле только одной стороной. И мы можем наблюдать около 59% поверхности Луны. Ту часть Луны, которая не видна наблюдателю с Земли, называют «обратной стороной» Луны. Обратная сторона Луны была впервые сфотографирована советской лунной станцией "Луна 3" в 1959 году.

Советская почтовая марка,
посвященная первому
фотографированию
обратной стороны Луны,
сделанному станцией
«Луна-3» 7 октября 1959 г.

В течение ночи Луна подвергается действию сильнейшего холода, а днем - жары. Колебания температуры велики: от 160 градусов холода ночью до 150 градусов тепла днем.

Так как Луна обладает достаточно большой массой и находится относительно близко к Земле, мы наблюдаем гравитационное взаимодействие между ними в виде приливов и отливов.

В результате приливов и отливов происходит потеря энергии в системе Земля-Луна из-за трения, возникающего между океанами и дном, а также между земной корой и мантией нашей планеты. Эта потеря энергии ведет к тому, что сила взаимодействия между Землей и Луной постоянно снижается, и Луна отдаляется от Земли примерно на 4 см каждый год.

Большая часть поверхности Луны неровная. Она покрыта горными хребтами, кольцевыми горами - кратерами и темными пятнами равнинных областей - их называют морями. Такие названия пришли из древности, когда древние астрономы думали, что Луна, как и Земля, имеет моря и океаны.

1 - Море Кризисов; 2 - Море Изобилия; 3 - Море Нектара;
4 - Море Спокойствия; 5 - Море Ясности; 6 - Море Паров;
7 - Море Холода; 8 - Море Дождей; 9 - Море Облаков;
10 - Море Влажности, 11 - Океан Бурь

На самом деле эти темные участки поверхности Луны сформировались в результате извержений вулканов. Они заполнены базальтом, который темнее, чем окружающие его породы. Многочисленные кратеры и горные хребты на Луне образовались от ударов небесных камней - метеоритов, а не в результате тектонических процессов, как на Земле. На поверхности Луны более 500 тыс. кратеров размером более 1 км. Из-за отсутствия на Луне атмосферы, воды и значительных геологических процессов даже самые древние лунные кратеры фактически не подверглись изменениям. Самый большой кратер на Луне находится на обратной стороне Луны: его диаметр 2240 км, а глубина - 13 км.

Поверхность Луны покрыта грунтом, измельченным до пылеобразного состояния в результате бомбардировки метеоритами в течение миллионов лет. Эта порода называется реголит. По толщине слой реголита варьируется от нескольких сантиметров в районах лунных «океанов» до 20 метров на лунных плато. Цвет лунного грунта тёмно-серый, но Луна кажется нам почти абсолютно белой, хотя на самом деле она отражает только 7% солнечного света, падающего на ее поверхность (столько же отражает древесный уголь). Почему это происходит? Дело в том, что белый цвет диска Луны - это оптическая иллюзия, возникающая из-за того, что Луна на чёрном небе является единственным объектом большого размера, освещенным отраженным солнечным светом.