101 ключевая идея: Астрономия

Брейтот Джим

Птолемей считал, что Солнце и Луна движутся по кругу в одной плоскости вокруг Земли, причем лунная орбита гораздо меньше солнечной. Он также считал, что звезды неподвижно прикреплены к небесной сфере, которая включает все планеты. Небесная сфера вращается с постоянной скоростью — оборот в сутки, унося звезды, которые восходят каждую ночь на небе, с востока на запад. Меркурий и Венера двигались по эпициклам, центрированным на линии между Землей и Солнцем; согласно этой схеме Меркурий находился ближе к Земле, чем Венера. Поскольку Солнце двигалось вокруг Земли, Птолемей показал, почему Меркурий и Венера никогда не отдаляются от Солнца. Каждая из других планет двигалась независимо от Солнца по

своему эпициклу, центром которого была Земля. Радиальная линия от внешней планеты до центра эпицикла всегда была параллельна линии между Землей и Солнцем. Пользуясь этой моделью, Птолемей мог объяснить ретроградные движения Марса, Юпитера и Сатурна.

См. также статью "Коперник".

ПЛАНЕТЫ

Девять известных планет в порядке увеличения расстояния от Солнца — это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Три внешние планеты можно наблюдать только с помощью телескопа. Четыре внутренние планеты называются планетами земного типа, поскольку они плотные и гораздо меньше Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, называемыми газовыми гигантами.

Планеты можно наблюдать потому, что они отражают солнечный свет. Яркость планеты изменяется в соответствии с положением на орбите по отношению к Земле, так как размер части ее освещенной Солнцем поверхности, видимой с Земли, тоже изменяется. И наконец в случае в Сатурном кольца планеты отражают больше солнечного света, когда они видны "плоскостью", а не "ребром".

По мере своего вращения вокруг Солнца планеты постепенно движутся через созвездия в плоскости эклиптики. Слово "планета" в Древней Греции означало "странница", так как планета изменяет свое положение на неподвижном фоне звезд и созвездий.

Меркурий и Венера восходят и заходят за несколько часов до заката или после рассвета, поскольку они расположены ближе к Солнцу, чем Земля, а также имеют полный цикл фаз, как земная Луна. Когда Венера находится в точке нижнего астрономического соединения, двигаясь между Землей и Солнцем, ее можно видеть как большой полумесяц; освещенная Солнцем поверхность в основном обращена в сторону от Земли. По мере движения планеты вокруг Солнца площадь освещенной Солнцем поверхности возрастает, и наконец мы можем видеть Венеру как сравнительно небольшой диск, когда она приближается к точке верхнего астрономического соединения, расположенной почти диаметрально напротив Земли.

Марс и другие планеты, расположенные дальше от Солнца, не обнаруживают полного цикла фаз, так как они никогда не проходят между Землей и Солнцем. Говорят, что внешняя планета находится в противостоянии, когда она находится в противоположном направлении от Солнца по отношению к Земле и может наблюдаться в Северном полушарии в полночь, если смотреть прямо на юг.

См. также статьи "Земля", "Юпитер", "Марс", "Меркурий", "Нептун", "Плутон", "Сатурн", "Уран", "Венера".

ПЛУТОН

Плутон был открыт в 1930 году Клайдом Томбо, который пользовался широкоугольной камерой, прикрепленной к телескопу. Томбо обнаружил планету, которая была более тусклой, чем Нептун, и двигалась через созвездия медленнее. Тщательные измерения позволили астрономам прийти к выводу, что Плутон движется вокруг Солнца по гораздо более вытянутой орбите, чем любая другая планета. Расстояние от Плутона до Солнца составляет от 30 до 50 астрономических единиц, а полный оборот по орбите планета совершает примерно за 248 лет. В

период с 1979 по 1999 год Плутон был ближе к Солнцу, чем Нептун. Наклонение его орбиты к плоскости эклиптики, составляющее 17°, тоже значительно больше, чем у любой другой планеты. Диаметр Плутона составляет менее 0,2 земного, а его средняя плотность в 2,3 раза превосходит плотность воды.

В 1978 году было обнаружено, что у Плутона есть спутник, обращающийся вокруг планеты за 6 суток и 9 дней на расстоянии 20 000 км. Этот спутник, названный Хароном, замкнут в синхронной орбите и вращении с Плутоном. В течение нескольких лет Харон и Плутон регулярно затмевают друг друга, когда плоскость орбиты Харона оказывается "ребром" к Земле.

Считается, что Плутон имеет разряженную атмосферу из азота и окиси углерода. Более полная информация о Плутоне и Хароне была получена с помощью космического телескопа Хаббла. Чередование светлых и темных областей в районе экватора Плутона указывает на шестисуточный период вращения Харона, а также дает основание полагать, что ось вращения Плутона наклонена под углом примерно 120° к орбите спутника. Диаметр Харона составляет около половины диаметра Плутона, так что эти два небесных тела более сходны по размеру, чем любая другая планета и ее спутник. Они имеют сходную плотность и химический состав; поверхности обоих тел частично покрыты льдом.

См. также статьи "Нептун", "Планеты", "Орбиты планет".

РАВНОДЕНСТВИЕ

Земля вращается с постоянной скоростью, и направление ее оси почти не изменяется, поэтому Полярная звезда находится прямо над Северным полюсом Земли. Ось вращения нашей планеты наклонена под углом 23,5° к оси ее орбиты; это означает, что земной экватор наклонен под углом 23,5° к плоскости эклиптики. Представьте модель Солнца и Земли, в которой земной экватор находится на одной плоскости с орбитой. Тогда Земля стала бы очень скучным местом, поскольку каждый день состоял бы из 12 часов дневного света и 1 2 часов темноты.

Направление земной оси постепенно меняется. В следующем тысячелетии, в 3000 году, земная ось повернется примерно на 35°. Этот эффект, известный под названием прецессия, можно наблюдать, раскрутив детский волчок. Ось волчка при вращении медленно поворачивается вокруг вертикальной линии, проведенной через его основание. Земная ось совершает полный цикл прецессии примерно за 26 000 лет. Из-за прецессии точки равноденствия, где небесный экватор пересекается с плоскостью эклиптики, постепенно движутся по эклиптике со скоростью примерно 1° за 70 лет. Прецессия равноденствий объясняет, почему первая точка Овна, которая является положением весеннего равноденствия на небесной сфере, теперь находится в созвездии Рыб, а не Овна, где она находилась 3000 лет назад, когда весеннее равноденствие было названо в честь созвездия Овна.

Прецессия земной оси

См. также статью "Небесная сфера 2".

ПУЛЬСАР

Пульсар похож на космический маяк, испускающий световые и радиоволны. Пучок радиоволн от пульсара регулярно проходит мимо Земли, где приборы регистрируют очередной кратковременный всплеск радиоизлучения. Пульсары впервые были обнаружены в 1967 году, когда радиоастрономы установили факт регулярных радиосигналов из космоса. В то время некоторые журналисты утверждали, что разумные существа с других планет пытаются установить контакт с землянами.