101 ключевая идея: Астрономия
Шрифт:
Закон Хаббла подразумевает, что Вселенная расширяется, поэтому чем дальше находится галактика, тем быстрее она отдаляется от нас. Расширение Вселенной можно объяснить теорией Большого Взрыва и другой теорией, известной под названием теории стабильного состояния, предполагающей, что вещество постоянно создается в пространстве между галактиками и при этом расталкивает их в стороны. Однако открытие космического микроволнового фонового излучения можно объяснить лишь в том случае, если излучение появилось в результате Большого Взрыва, так что теория стабильного состояния была отвергнута.
До сих пор неизвестно, замедлится ли в будущем расширение Вселенной и она начнет сжиматься или же продолжит расширяться вечно. Необходимо определить среднюю плотность Вселенной; если она превзойдет величину, известную как критическая плотность, обратный процесс неизбежен.
См. также статьи "Большой Взрыв", "Космическое микроволновое фоновое излучение", "Закон
РЕТРОГРАДНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Ретроградным движением внешней планеты называется ее возвратное движение через созвездия ночного неба в определенный период времени до и после противостояния. Внешняя планета обычно постепенно движется с запада на восток через созвездия, каждую следующую ночь появляясь немного восточнее относительно созвездия, в котором она находится. Движение в восточном направлении наблюдается потому, что планета постепенно движется вокруг Солнца по своей орбите против часовой стрелки при наблюдении из Северного полушария. Однако, поскольку планета движется по своей орбите медленнее, чем Земля, наша планета в конце концов догоняет ее, а затем перегоняет в период противостояния. Эффект "обгона" приводит к тому, что для наблюдателя планета начинает двигаться в противоположном направлении. Однако, когда Земля продвинется по своей орбите значительно дальше точки противостояния, ретроградное движение останавливается и сменяется нормальным движением в восточном направлении.
Ретроградное движение Марса происходит каждые 26 месяцев и длится в целом от двух до трех месяцев. Поскольку орбита Марса не круговая, наиболее благоприятное противостояние с Марсом возникает при наименьшем расстоянии до Земли. Юпитер находится в противостоянии каждые 13 месяцев и его ретроградное движение менее заметно, чем у Марса, так как расстояние до Земли в момент противостояния почти в 8 раз больше.
Птолемей, александрийский астроном, живший во II веке нашей эры, изобрел модель планетного движения, которая успешно объясняла ретроградное движение внешних планет с помощью эпициклов. Птолемеевская модель пользовалась общим признанием более 1 400 лет, но в конце концов она была отвергнута в пользу коперниковской модели Солнечной системы.
См. также статьи "Коперник", "Орбиты планет", "Планетарная модель Птолемея".
САТУРН 1: ПЛАНЕТА И ЕЕ СПУТНИКИ
Сатурн — вторая по величине планета Солнечной системы. Его диаметр в 9,5 раз превышает диаметр Земли. Среднее расстояние от Сатурна до Солнца 9,5 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца он совершает за 29,5 лет. Его кольцевая система находится в экваториальной плоскости планеты и простирается на расстояние, вдвое превышающее ее диаметр. Кольца отражают солнечный свет, поэтому блеск планеты достигает максимума, когда кольцевая система расположена "лицом" к Земле. При наблюдении Сатурна с помощью телескопов обнаружилось присутствие светлых и темных поясов, параллельных экватору планеты, хотя и не так четко выраженных, как пояса Юпитера.
Сатурн совершает полный оборот вокруг своей оси каждые 10 часов, поэтому его экваториальный диаметр примерно на 20 % больше полярного. Считается, что атмосфера планеты, состоящая на 90 % из водорода и на 10 % из гелия при температуре -180 °C, расположена над сферой жидкого водорода со сравнительно небольшим плотным ядром в центре.
Титан, самый крупный из 18 известных спутников Сатурна, [28] обращается вокруг планеты с периодом 15 суток на среднем расстоянии в 10 раз превышающем диаметр планеты. В его атмосфере преобладают азот и метан при температуре около –168 С; атмосфера очень плотная, оранжевого оттенка. [29] За исключением Тефии, [30] Дионы, Реи и Япета, диаметр всех остальных спутников значительно меньше 1/4 диаметра Титана. Известно, что одно полушарие Япета светлее другого. Темная сторона спутника обращена в направлении его движения, поэтому Япет можно видеть с Земли, лишь когда он находится к западу от Сатурна и удаляется от Земли.
28
В 2001 году у Сатурна были обнаружены! еще 12 спутников. Общее число известные на сегодняшний день спутников Сатурна достигло 30.
29
Больше сведений о Титане ученые предполагают получить в 2004 г., когда космический зонд, названный в честь Христиана Гюйгенса, открывшего Титан в 1655 г., совершит управляемую посадку на поверхности спутника.
30
Иногда
См. также статьи "Планеты", "Орбиты планет".
САТУРН 2: КОЛЬЦА САТУРНА
При наблюдении без телескопа Сатурн выглядит как желтоватая звезда, постепенно движущаяся через созвездия в плоскости эклиптики. С помощью телескопа можно увидеть его кольца, которые бывают обращены к Земле раз в 7 лет. Кольца Сатурна наклонены на 26° по отношению к его орбите. При наблюдении с Земли его кольца имеют разную ориентацию, соответствующую положению Сатурна на его орбите. Когда кольца повернуты "ребром", их можно увидеть лишь в мощный телескоп, так как они очень тонкие.
Кольцевая система Сатурна (как показано на рисунке с. 186) состоит из тусклого внешнего кольца, известного как кольцо А. Внешнее кольцо А от более яркого внутреннего кольца В отделено широким проемом, который называется делением Кассини. Внутри кольца В находится значительно более тусклое кольцо С. Само кольцо А разделено узким проемом, который называется делением Энке. [31] Деление Кассини и деление Энке существуют из-за гравитационного воздействия спутников Сатурна, вращающихся вокруг планеты в непосредственно близости от его кольцевой системы.
31
Деления Кассини и Энке в научно-популярной литературе часто называют щелями: щель Кассини, щель Энке.
В кольцевую систему Сатурна входят кольца, обозначаемые буквами D, Е, F и G. Кольцо D довольно тусклое и расположено между атмосферой Сатурна и кольцом С. Кольцо F расположено за пределами кольца А, между двумя спутниками, Пандорой и Прометеем. Кольцо G очень тусклое и находится за кольцом F в пределах орбиты Мимаса. Кольцо Е тоже очень тусклое и находится в пределах орбиты Энцелада. Космический зонд "Вояджер-2" отправил на Землю подробные фотографии колец Сатурна, подтвердив, что они очень тонкие по сравнению с их диаметром и состоят из частиц, варьирующих по размеру от космической пыли до крупных валунов.
См. также статью "Сатурн 1".
СВЕРХНОВАЯ
Сверхновая — это звезда, заканчивающая свой жизненный цикл мощнейшим взрывом, блеск которого может затмевать целую галактику в течение нескольких месяцев. Крабовидная туманность Ml в созвездии Тельца представляет собой полосу светящегося газа неправильной формы с отдельными волокнами, расходящимися в разные стороны. Считается, что Крабовидная туманность образовалась в результате взрыва сверхновой в 1054 году на расстоянии около 2000 парсеков от Земли. Кроме Крабовидной туманности в нашей галактике были отмечены вспышки лишь двух других сверхновых. [32] Одна из них, так называемая звезда Тихо Браге, вспыхнула в созвездии Кассиопеи в 1572 году и в течение года оставалась такой же яркой, как Венера. Другая, звезда Кеплера, вспыхнула в созвездии Змееносца в 1604 году. Еще одна яркая вспышка сверхновой наблюдалась в 1987 году в Большом Магеллановом Облаке, которое представляет собой небольшую галактику неправильной формы, ближайшую спутницу Млечного Пути. Эта сверхновая, достигшая третьей звездной величины в течение нескольких месяцев, затем постепенно потускнела, но облака газа, образовавшиеся при ее взрыве, продолжают распространяться с огромной скоростью.
32
За последнюю тысячу лет в нашей Галактике было достоверно зарегистрировано появление четырех сверхновы е. Три из них автор назвал; четвертая вспыхнула в 1006 году
Сверхновые типа I, обнаруживающие в своем эмиссионном спектре недостаток водорода, делятся на 3 категории: а, b и с, в соответствии с обнаруженными химическими элементами. Сверхновая типа 1а в отдаленной галактике служит "верстовым столбом", по которому можно узнать, на каком расстоянии находится галактика. Сверхновые типа 1а возникают, когда белый карлик, притягивающий огромные массы вещества со звезды — спутницы в двойной системе, внезапно коллапсирует с образованием ударной волны, распространяющейся через внешние слои звезды, которые раздуваются и улетают в чудовищном взрыве. Другие виды сверхновых возникают в результате коллапса звезд, масса которых превосходит 8 солнечных масс, поскольку эти звезды не в состоянии избавиться от излишков массы выше определенного предела. Это было установлено в 1930 году Субрахманьяном Чандрасекаром, который доказал, что умирающая звезда коллапсирует, если ее масса более чем в 1,4 раза превосходит массу Солнца. Это стало известно как предел Чандрасекара.