Видны ли звезды космонавтам?
Рассматривая снимки Земли с Международной космической станции, можно заметить, что всюду планета располагается на абсолютно черном фоне. Куда же деваются все звезды, которые с земной поверхности видны невооруженным глазом и видны ли они космонавтам?
Почему не видно звезд на фото с МКС?
Ответ на этот вопрос наверняка не удивит тех, кто разбирается в искусстве фотографии. Любой фотоаппарат освещен светочувствительным элементом. У современных устройств его функции выполняет матрица. Яркость снимка зависит от количества фотонов света, которые попали на этот элемент.
Фото ночного неба с длинной выдержкой
Чтобы сделать качественный снимок, фотографу необходимо отрегулировать несколько параметров. Одним из них является выдержка (составляющая экспозиции). Это отрезок времени, в течение которого свет попадает на светочувствительный элемент при открытом затворе фотоаппарата. Соответственно, чем больше выдержка, тем ярче получится фото.
У камеры есть параметр – динамический диапазон. Устройство имеет определенный предел чувствительности относительно воспринимаемого черного и белого света. Другими словами, если на элемент попадет слишком много фотонов света (больше, чем может воспринять камера), участок на фото получится засвеченным и наоборот.
Эти особенности фотосъемки напрямую связаны со снимками с МСК. Чтобы получить качественное фото Земли с освещенной Солнцем стороны, выдержка должна быть короткой, практически мгновенной, поскольку наша планета при этом очень яркая. Соответственно звезды, находящиеся на значительном расстоянии, издают слишком слабый свет, чтобы камера уловила его.
Фото Земли из космоса
Для съемки непосредственно звезд требуется длительная выдержка, чтобы элемент накопил достаточное количество света. При этом в кадре не должно быть других объектов, в частности Земли. В противном случае на фото они будут выглядеть сплошными белыми пятнами. Одновременно с Землей звезды могут попадать на фото в том случае, если она фотографируется с неосвещенной стороны – когда для нас наступает ночь.
То же самое касается попыток сфотографировать с земной поверхности ночное небо – Луну и звезды. Спутник затмевает своим светом все остальные объекты, поэтому на снимках они не отображаются.
Чтобы наблюдать за различными небесными телами и фиксировать их, ученые разрабатывают специальные технологии. Они позволяют либо создать искусственное затмение для слишком яркого источника, либо «обнулить» его свечение. Первая технология успешно используется космическим аппаратом SOHO, который ведет наблюдения за Солнцем с 1995 г. На фотографиях с этой обсерватории видны объекты до 6-й звездной величины.
Видят ли звезды космонавты?
Космонавтам звезды видны даже лучше, чем с поверхности Земли. Они горят ярким немерцающим светом. В пределах Млечного Пути можно отчетливо рассмотреть отдельные звездные скопления.
Единственное условие – МКС не должна освещаться солнечным светом, так как в данном случае происходит тот же эффект, что и на Земле днем. Солнце затмевает звезды для наших глаз. Но в отличие от земной поверхности, где свет рассеивается атмосферой, в открытом космосе достаточно заслонить светящиеся объекты и звезды снова станут различимыми.
Самая яркая звезда – Сириус
Почему человеческие глаза могут различать Луну и звезды одновременно, а фотокамеры – нет? Дело в том, что у зрения имеется более широкий диапазон между максимально черным и белым цветом. Можно сказать, что наши глаза чувствительнее.
Космонавты видят звезды и более отчетливо, чем наблюдатели с поверхности Земли, если космическая станция находится в тени нашей планеты. Если же она освещается солнечным светом, то для улучшения видимости достаточно заслонить яркий объект.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Почему в космосе темно, если постоянно светит Солнце и мерцают мириады звёзд
Link copy successful
С Земли практически каждый человек может увидеть Солнце, которое днем освещает все объекты, находящиеся на нашей планете. Но если подняться вверх на несколько тысяч километров, то можно наблюдать все больше сгущающуюся темноту. У обычного человека возникает вполне закономерный вопрос: «если Солнце светит все время, то почему в космосе темно»?
Казалось бы, вопрос довольно странный, но на самом деле он несколько сложнее, чем можно предположить.
Что люди знают о Вселенной
Самая точная информация, известная человеку о нашей Вселенной – это то, что она очень-очень большая, просто огромная. Принято считать, что Вселенная возникла около 13,7 миллиарда лет назад. Произошло это во время Большого взрыва, при этом никто не может сказать, почему он произошел. Он до сих пор остается одной из самых главных загадок науки.
На протяжении огромного количества лет Вселенная расширялась во все стороны. В определенный момент, она начала обретать форму. Вихри энергии породили крошечные частицы. Прошли тысячи лет, и они превратились в атомы. Примерно в то же время возник свет, который начал свободно перемещаться в пространстве.
Прошли сотни миллионов лет, перед тем, как атомы смогли объединиться в громадные облака, из которых взяло свое начало первое поколение звёзд. Когда эти звёзды разделились на группы, образовав галактики, с тех пор Вселенная стала похожа на ту, которую мы видим теперь, глядя на ночное небо.
Почему в космосе всегда темно
Ученые-физики нашли ответ на вопрос о темноте в космосе уже очень давно. Он заключается в том, что Земля окружена довольно плотной атмосферой, состоящей из молекул кислорода, водорода и других газов. Они способны отражать солнечный свет, работая как миллиарды миниатюрных зеркал. Именно большое количество кислорода создает эффект голубого неба над головой.
В космическом пространстве кислород практически отсутствует, по крайней мере его плотности недостаточно, чтобы свет от самого близкого источника, смог отразиться от него. Как бы сильно ни светило Солнце, оно всегда будет окружено вечной темнотой. Но это относится только к видимому человеческим глазом диапазону.
Если рассматривать космос более подробно, учитывая все диапазоны электромагнитных излучений, то окажется, что на самом деле он излучает радиоволны в огромном количестве. Если бы глаза человека могли воспринимать их, то наша цивилизация обитала бы в гораздо более яркой Вселенной.
Глядя на ночное небо, человек смотрит в прошлое
Посмотрев в ночное небо, можно увидеть привычные нам звезды. Но на самом деле, в этот момент мы как-бы заглядываем в прошлое.
Это можно объяснить тем, что на самом деле человек видит свет, много лет назад отраженный от очень далеких объектов. Все звезды, видимые с Земли, в реальности расположены на расстоянии миллионов световых лет от нас. Соответственно, чем дальше находится звезда – тем дольше свет от нее летит к нашей планете.
Так, видимая с Земли, галактика Андромеды находится от нашей планеты на расстоянии в 2,3 миллиона световых лет. А это значит, что ровно столько свет, отраженный от нее, идет к нам. Соответственно, мы видим проекцию галактики так, как она выглядела 2,3 миллиона лет назад. Даже всем привычное Солнце мы наблюдаем с задержкой в восемь минут.
Источник
Какого цвета Солнце в космосе на самом деле?
Солнце излучает все цвета видимого света и фактически излучает все частоты электромагнитных волн, кроме гамма-лучей
Солнце излучает все цвета радуги более или менее равномерно, и в физике это сочетание называется «белым». То есть цвет солнца белый. Вот почему мы можем видеть так много разных цветов в мире природы при освещении солнечным светом.
Если бы солнечный свет был чисто зеленым, то все снаружи выглядело бы зеленым или темным. Мы можем видеть красноту розы и голубизну крыла бабочки под солнечным светом, потому что солнечный свет содержит красный и синий свет. То же самое и со всеми остальными цветами.
Когда инженер по разработке лампочек проектирует лампу, которая должна имитировать солнце и, следовательно, обеспечивать естественное освещение, он проектирует белую лампочку, а не желтую. Тот факт, что вы видите все основные цвета, присутствующие в радуге (которая представляет собой солнечный свет, разделенный туманом), и ни один из цветов не отсутствует, является прямым доказательством того, что солнечный свет белый.
Солнце излучает все цвета видимого света и фактически излучает все частоты электромагнитных волн, кроме гамма-лучей. Сюда входят радиоволны, микроволны, инфракрасные волны, видимый свет, ультрафиолетовые волны и рентгеновские лучи.
Солнце излучает все эти цвета, потому что оно является тепловым телом и излучает свет в процессе теплового излучения. Так же, как раскаленный уголь или светящийся элемент электрической плиты, Солнце светится всеми цветами из-за своей температуры. Вот почему лампы накаливания излучают свет, который так хорошо имитирует солнечный свет: они содержат металлические нити, которые нагреваются до тех пор, пока не будут светиться так же, как Солнце.
Может возникнуть соблазн изучить цветовую составляющую солнечного света и определить самый яркий цвет (пиковую частоту) как фактический цвет Солнца. Проблема с этим подходом в том, что пиковая частота не имеет конкретного значения. Пиковая частота различается в зависимости от того, находитесь ли вы в частотном пространстве или в пространстве длин волн, как показано на изображениях ниже.
В пространстве длин волн солнечный свет достигает пика фиолетового цвета. В частотном пространстве максимум солнечного света приходится на инфракрасный. Какой из них правильный? Они оба правильные. Это всего лишь два разных, но вполне действенных способа измерения цветового содержания. И это показывает нам, почему придавать особое значение пиковой частоте бессмысленно.
Кроме того, астрономам нравится моделировать Солнце как идеальное черное тело, но это не так. Согласно модели черного тела с длиной волны и пространством, пик Солнца имеет зеленый цвет! Когда астрономы говорят, что солнце зеленое, они имеют в виду, что длина волны их неточной модели соответствует зеленому цвету.
Обратите внимание, что графики ниже показывают солнечный свет, измеренный в космосе до входа в атмосферу Земли (данные из наземных эталонных спектров ASTM).
Спектр солнечного света в космосе как функция длины волны.
Это истинный цветовой состав Солнца. Солнечный свет, который мы видим на поверхности Земли, отфильтрован атмосферой и немного отличается. Атмосфера имеет тенденцию рассеивать синий и фиолетовый больше, чем другие цвета.
Спектр солнечного света в космосе как функция частоты.
В результате прямой солнечный свет на поверхности земли немного краснее солнечного света в космосе. В период восхода и заката, когда солнечный свет проходит через гораздо большую толщину атмосферы, чем обычно, солнечный свет на поверхности земли становится еще более красным. Но само солнце все-таки белое.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Как выглядит Солнце с поверхностей других планет?
В Солнечной системе восемь планет (изначально было девять, Плутон лишили статуса планеты в 2006 году), и мы знаем, как выглядит Солнце с поверхности лишь двух из них — Земли и Марса. С Землей все понятно — мы здесь живем, информацию с Марса же мы получили благодаря марсоходу “Спирит”, именно этот аппарат одним из первых сфотографировал наше светило в марсианском небе.
“Увидеть” Солнце с поверхности остальных планет мы пока не можем (а с некоторых не увидим вообще никогда), потому что у ученых еще нет необходимых данных с них. Но мы можем представить, как будет выглядеть наше светило, благодаря работе художников.
Один из таких художников (иллюстраторов) — Рон Миллер . Главное направление, которому он посвятил более 40 лет жизни — космические объекты ближнего и дальнего космоса. Именно Миллер показал нам самые реалистичные (с точки зрения ученых) изображения Солнца с поверхностей космических тел нашей системы.
Освещенность, создаваемая звездой, обратно пропорциональна квадрату расстояния до нее, это означает, что яркость Солнца падает по мере удаления от светила. На основе этого факта и нехитрых математических манипуляций Миллер вычислил, как должна выглядеть наша звезда на определенных расстояниях. Полученные результаты он “положил” на холст.
1. Меркурий. Расстояние от Солнца приблизительно 58 млн. км.
С поверхности этой планеты звезда выглядит очень впечатляюще. Из-за особенности орбиты видимый размер светила колеблется от 2,2 видимого с Земли (и с яркостью в 4,8 раза выше) в наиболее удаленной от звезды точки орбиты, до 3,2 (с яркостью в 10,2 раза выше) в ближайшей точке. В среднем, Солнце с Меркурия выглядит в 2.5 раза больше, чем с Земли, а яркость звезды примерно в 6 раз выше.
У Меркурия нет атмосферы, поэтому наблюдатель увидел бы здесь настоящий цвет Солнца — белый. На Земле мы видим светило желтым благодаря атмосфере: она рассеивает короткие длины волн света — синий и фиолетовый, и пропускает более длинные — желтый и красный.
2. Венера. Расстояние от Солнца чуть более 108 млн. км.
На Венере полюбоваться Солнцем нам вряд ли удалось бы из-за плотности облаков на этой планете. Они очень густые и полностью закрывают светило. Венерианским днем невозможно даже определить положения диска Солнца в небе (только во время закатов и восходов можно увидеть разницу освещенности у противоположных горизонтов).
Допустим, случилось “чудо”, облака расступились, и нам удалось увидеть звезду. Тогда с поверхности мы наблюдали бы “висящее” в одной точке Солнце. Сутки на Венере длятся 243 земных суток, а это значит, что планета вращается очень медленно, заметить движение светила мы могли бы только через несколько недель.
Венера вращается в обратном направлении (ретроградное движение), поэтому рассвет мы встречали бы на западе, а провожали Солнце на востоке (на Земле наоборот).
Кстати, на иллюстрации показаны грозы, на Венере они происходят на высоте 28-66 км, то есть на расстоянии, на котором их по сути не было бы видно с поверхности. В этом автор иллюстрации ошибся.
3. С Землей все понятно (расстояние от Солнца почти 150 млн.км).
Источник