Наше ночное светило
Звездное небо намного потеряло бы в своей привлекательности, если бы иногда на его фоне не появлялось такое великолепное ночное светило, как Луна. В прошлом некоторые авторы астрономических трактатов высказывали даже сожаление, что жители других планет лишены подобного зрелища. Сегодня мы знаем, что это сожаление адресовать некому: мы, люди — единственные разумные обитатели Солнечной системы.
Как светило Луна прежде всего характерна своим непостоянством. Непрерывно меняется ее видимый облик, ее фазы и соответственно изменяется и освещенность, создаваемая Луной на земной поверхности.
Когда Луна находится между Землей и Солнцем, но не заслоняет собой солнечный диск, земному наблюдателю Луна невидна. Эта фаза Луны называется новолунием. Спустя 1—2 дня после новолуния в лучах вечерней зари появляется узенький серпик «молодой», растущей Луны. С каждым вечером этот серпик утолщается, и спустя примерно неделю после новолуния наступает первая четверть. В этой фазе Луна выглядит светлым полукругом, обращенным выпуклостью вправо. Далее Луна продолжает расти, и еще спустя неделю наступает полнолуние, когда земному наблюдателю становится видно все освещенное полушарие Луны.
После полнолуния смена лунных фаз происходит в обратном порядке. Луна «ущербляется» справа, через неделю наступает последняя четверть (светлый полудиск с выпуклостью, обращенной влево), а затем «старая» Луна становится похожей на букву «С» и, с каждым днем приближаясь на небе к Солнцу, в конца концов теряется в лучах утренней зари.
Когда серп Луны достаточно узок, часто удается наблюдать пепельный свет Луны — слабое свечение ее неосвещенной части. Собственно при этом мы видим свет не Луны, а Земли, рассеянный лунной поверхностью. Любопытно, что, когда к Луне обращен Тихий океан, пепельный свет приобретает заметный голубоватый оттенок, а когда Земля повернута к Луне Азиатским континентом, пепельный свет становится желтоватым. Так в «кривом» шероховатом лунном зеркале отражается наша богатая красками планета!
Обращаясь вокруг Земли, Луна перемещается на фоне созвездий, за сутки смещаясь к востоку примерно на 13°. Промежуток времени, за который Луна совершает полный оборот вокруг Земли, называется сидерическим месяцем. Он равен 27,3 земных суток. Полный цикл изменения лунных фаз занимает несколько больший промежуток времени. Он называется синодическим месяцем и равен 29,5 земных суток.
Причина, по которой сидерический месяц не равен синодическому, достаточно ясна. Когда Луна, завершив полностью оборот вокруг Земли, снова вернется в прежнее положение относительно звезд, Солнце (благодаря орбитальному движению Земли) сместится на небе к востоку в, следовательно, фаза Луны будет иной, чем в начале сидерического месяца. Лишь через два с небольшим земных дня Луна, догоняя Солнце в их видимом движении по небосводу, снова достигнет первоначальной фазы и тем самым синодический месяц будет завершен.
Если бы не было никаких лунных неравенств, путь Луны на фоне звездного неба всегда был одним и тем же. На самом деле, строго говоря, он никогда не повторяется и можно отметить лишь тот пояс созвездий, через которые может пройти (и иногда проходит) Луна. В этот пояс, кроме зодиакальных созвездий <Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей), входят и некоторые созвездия, граничащие с ними.
Условия видимости Луны зависят от сезона. Например, зимой, когда суточный путь Солнца в северных широтах невысок над горизонтом, полная Луна, противостоящая на небе Солнцу, наоборот, около полуночи ярко сияет высоко в небе. Летом же наблюдается обратная картина — видимый путь полной Луны над горизонтом очень низок. Для всех сезонов восход полной Луны совпадает с заходом Солнца и, наоборот, с восходом Солнца уходит под горизонт полная Луна.
Зная, как располагаются на небе видимый годовой путь Солнца и видимый месячный путь Луны, можно, например, сообразить, что «молодая» Луна лучше всего видна в весенние вечера — тогда ее суточный путь над горизонтом высок и длинен. Наоборот, в осенние вечера «молодая» Луна поднимается над горизонтом невысоко и заходит рано. Желающие самостоятельно наблюдать Луну сведения о се видимости смогут найти но только в астрономических ежегодниках, но и в обычном отрывном календаре, где указываются на каждый день фаза Луны и время ее восхода и захода.
На светлой поверхности лунного диска глаз без труда различает сероватые пятна постоянных очертаний — так называемые лунные «моря». То, что они всегда одинаковы, было подмечено еще в древности. Этот факт свидетельствует о том, что Луна всегда обращена к нам одним и тем же полушарием. Второе, не видимое с Земли полушарие стало доступным изучению лишь с помощью космических аппаратов.
Сохраняя постоянную ориентацию по отношению к Земле, лунный шар в то же время вращается вокруг оси так, что время оборота Луны вокруг оси в точности равно периоду ее обращения вокруг Земли. Такое движение называется синхронным, и оно, по-видимому, свойственно и некоторым спутникам других планет. Заметим, что ось вращения Луны почти перпендикулярна плоскости земной орбиты.
Период полного оборота Луны вокруг оси можно назвать лунными звездными сутками, так как движение Луны в этом случае рассматривается относительно звезд. Солнечные же сутки на Луне несколько длиннее, и они, как нетрудно сообразить, равны синодическому месяцу (29 земных суток). Действительно, в этом случае по завершении солнечных суток терминатор возвращается в исходное положение, а значит, повторяется первоначальная лунная фаза. Таким образом, солнечные сутки па Луне длятся почти месяц, а день и ночь — по две земные недели. Эта особенность лунного мира приводит к тому, что поверхность Луны периодически испытывает длительный нагрев, сменяющийся столь же продолжительным охлаждением.
Казалось бы, из синхронного движения Луны неизбежно следует, что земному наблюдателю всегда доступна лишь половина лунной поверхности. На самом деле это не совсем так. По некоторым причинам, которые мы сейчас рассмотрим, Луна слегка «покачивается», чуть-чуть приоткрывая нам часть невидимого своего полушария. Благодаря этому «покачиванию» или либрации земной наблюдатель видит не половину, а около 60% всей лунной поверхности. Различают четыре типа либрации.
Либрация по долготе. Она вызвана тем, что вращение Луны вокруг оси совершается равномерно, а обращение Луны вокруг Земли по эллипсу происходит неравномерно (второй закон Кеплера). Из-за этого создается впечатление, что Луна слегка покачивается, попеременно приоткрывая земному наблюдателю то восточную, то западную часть своего невидимого полушария. В течение сидерического месяца вид краевых зон Луны заметно меняется, что легко проверить, наблюдая Луну хотя бы в бинокль.
Лунный свет и лунные ночи восторженно описаны многими поэтами и прозаиками. И с ними трудно не согласиться — Луна как светило изумительно красива. Но она кажется в темные ночи ослепительно яркой лишь по контрасту с черным фоном ночного неба — днем Луна выглядит куда менее эффектно.
Самое парадоксальное, пожалуй, то, что на самом деле Луна — очень плохое «зеркало». Она отражает лишь 7% падающего на псе солнечного света. По своим отражательным способностям Луна напоминает сухой чернозем, мокрый суглинок и очень темные горные породы типа базальта и диабаза. Иначе говоря, в целом Луна темно-серая, а не ослепительно серебристая, какой кажется нашим, подверженным различным оптическим обманам, глазам.
Если изучить более детально, как отражает Луна лучи разного цвета, то окажется, что с увеличением длины волны отражательная способность лунной поверхности возрастает. Так, например, Луна отражает 4 % падающих на нее фиолетовых лучей, 7 % желтых и 9% красных. Вещество с такими оптическими свойствами воспринимается вашим глазом, как темно-серое с коричневатым оттенком.
Первые фотоснимки Луны были получены вскоре после изобретения фотографии. Позже Луну фотографировали через разные светофильтры. На цветных фотографиях Луны цветовые контрасты усилены — при наблюдении Луны в телескоп лишь иногда удается различить очень слабую окраску какого-нибудь участка Луны. В целом лунная поверхность, в отличие от земной, отличается однообразием окраски. Тем необычнее облик разноцветной Луны, созданный средствами химии.
Впрочем, даже слабые цветовые оттенки лунных объектов указывают на их разную природу и, возможно, на различное происхождение. Но это относится уже к деталям лунного мира, а не к свойствам Луны как ночного светила.
Источник
Почему Луна светится в ночном небе?
Луна – это не звезда, а спутник. Её поверхность покрыта реголитом – лунным грунтом, который, естественно, не излучает свет. Почему же на ночном небе Луна кажется ярким и светящимся шаром?
На самом деле Луна светит так называемым отраженным светом. Настоящим источником лунного света является Солнце. Наш спутник отражает часть падающего на него Солнечного света, играя роль своеобразного зеркала.
Надо отметить, что и все остальные тела на нашем небе, не являющиеся звездами, светят именно отраженным светом. Это и планеты, и их многочисленные спутники, и кометы, и астероиды. Исключение составляют те метеориты, которые мы наблюдаем уже при входе в земную атмосферу. Из-за трения об нее их поверхность сильно разогревается, и в результате земляне могут наблюдать яркую вспышку.
Но если Луна светит лишь отраженным светом, то почему она такая яркая? Дело в том, что она находится необычайно близко к Земле. Расстояние между нашей планетой и ее спутником составляет всего 384 тыс. км. Дистанция до Солнца больше почти в 400 раз, и тем не менее Солнце значительно ярче луны. Удаленные звезды находятся от нас на огромном расстоянии, измеряемом св. годами, поэтому они выглядят как очень тусклые точки.
Примечательно, что Луна отражает лишь 12% того света, который падает на нее. Остальной же свет поглощается спутником. Но даже этого достаточно, чтобы Луна была самым ярким объектом на ночном небе. Временами она светит столь ярко, что ее видно в дневное время.
Надо отметить, что на самом деле Луна не всегда светит ночью. Выделяют фазы Луны. В полнолуние она выглядит как яркий шар, а в новолуние почти не видна. Эти фазы связаны с взаимным расположением Луны, Земли и Солнца. Во время новолуний на Луну всё же падает свет нашей звезды, но освещает он противоположную сторону спутника, которую мы не видим.
Список использованных источников
Источник
Ярчайшие объекты неба
Довольно часто, видя необычно яркий объект на небе, мы задаемся вопросом, что это такое? Это звезда? Может быть, планета? А если объект перемещается по небу? Не спутник ли это? И если да, то какой?
Случалось ли с вами, что вы видели в небе нечто очень яркое, но не поняли, что именно вы видели?
Давайте рассмотрим 10 ярчайших объектов на небе. Возможно, вы найдете среди них свой объект!
1. Солнце
Солнце — самый яркий и, без сомнения, самый важный объект на небе. В этом списке он просто потому, что не внести его нельзя. Благодаря солнечному свету и теплу Земля представляет собой на редкость уютное и гостеприимное место. Вы никогда не задумывались, что реки и моря, ветра и облака возможны только благодаря солнечному теплу? Сама жизнь на Земле поддерживается благодаря Солнцу.
Солнце — ярчайшее светило на небе Земли. Фото: yta2/flickr.com
Наше дневное светило настолько яркое, что днем смотреть на него нельзя во избежание повреждения зрения! Относительно безопасно Солнце можно наблюдать на рассвете или на закате, когда его свет ослабляется, проходя через толщу атмосферы.
2. Луна
Луна — главный объект ночного неба. В древности она играла на ночном небе ту же роль в жизни людей, что Солнце на дневном, помогая отсчитывать время, составлять календарь, а путникам — находить дорогу.
Яркость Луны меняется в зависимости от фазы ее освещенности. Полная Луна светит гораздо ярче,чем узкий месяц. В полнолуние лунный свет стирает с неба множество слабых звезд и туманных объектов, а месяц почти не мешает астрономическим наблюдениям.
Свет Луны может сильно ослабляться на восходе и заходе. В это время из-за рефракции часто искажается и форма Луны. Хотя Луна кажется нам очень привычным объектом, она может выглядеть очень необычно — например, серп Луны на восходе, когда над горизонтом виден только один «рог», может напоминать далекий светящийся парус.
3. «Иридиумы»
Иногда на небе внезапно вспыхивает очень-очень яркая звезда. Несколько секунд ее блеск остается неизменным, после чего звезда начинает тускнеть и через полминуты пропадает. Если присмотреться, то можно заметить медленное перемещение звезды по небу.
То, что я сейчас описал, не что иное как вспышка «Иридиума», одного из спутников системы низкоорбитальной связи. Явление возникает при отражении солнечного света гладкими поверхностями антенн спутников. Иногда вспышка настолько мощная, что поражает яркостью даже на фоне ранних сумерек, когда на небе еще не видно звезд. Это служит неиссякаемым источником слухов о НЛО, «таинственных огнях» в небе и так далее.
Двойная вспышка «Иридиума» в небе над Пекином. Фото: lifelens/spaceweather.com
4. Международная космическая станция
Международная космическая станция (сокращенно МКС) — крупнейшее рукотворное тело в космосе. За сутки МКС успевает 18 раз облететь Землю, благодаря чему ее можно наблюдать почти из любой точки Земли.
МКС легко спутать с быстро летящим самолетом; многие сайты, включая НАСА, дают возможно определить точное время видимости станции в небе над вашим городом, включая точное расположение и яркость станции на небе. Ясно, что положение станции и ее яркость зависят от расстояния до вашего местоположения наблюдателя — чем она дальше, тем тусклее. При особенно благоприятных условиях МКС ярче Венеры!
МКС пересекает небо Стокгольма летом 2018 года. Фото: Peter Rosén
Линейные размеры Международной космической станции около 100 м; она гораздо меньше Луны или Венеры, однако и находится гораздо ближе к нам; в телескоп можно заметить, что МКС имеет форму вытянутой рисинки.
5. Венера
Венера — главный и почти неиссякаемый источник сообщений о НЛО. Пожалуй, ни один объект на небе не вызывает столько кривотолков, сколько эта планета. На востоке ее часто принимают за прожекторы, а когда она расположена низко над горизонтом — за сигнальные ракеты и фонари летящих навстречу самолетов.
Венера и Луна на вечернем небе. Яркая Венера прекрасно видна даже в ранних сумерках! Фото: Maria Teresa and Raffaello Lena
Венера выглядит как крупная белая звезда с «лучиками». Наблюдается Венера по вечерам в течение нескольких часов после захода Солнца или по утрам перед восходом светила. Венера намного ярче любой из звезд. На самом деле, она настолько яркая, что вполне видна даже на дневном небе!
Отличительная особенность Венеры — ее спокойное, ровное сияние. В отличие от звезд, она практически не мерцает.
6. Юпитер
Планета Юпитер, как и Венера, намного ярче звезд. Как и Венера, Юпитер светит спокойно даже в морозную или ветреную ночь, когда многие звезды сильно мерцают и дрожат. В этом две планеты похожи.
Цвет Юпитера — желтовато-белый; в отличие от Венеры, эта планета может наблюдаться в течение всей ночи. Главное же отличие между планетами состоит в том, что Юпитер при всей своей относительной яркости, все-таки существенно уступает в блеске Венере.
7. Марс
Марс вблизи противостояния 5 августа 2018 года. Фото: David Strange
Бо́льшую часть времени яркость Марса не отличима от яркости обычных звезд. Но раз в 2 года и 2 месяца Марс сближается с Землей, и в это время его яркость становится примерно равной яркости Юпитера. (Во время великих противостояний, которые случаются раз в 15—17 лет, Марс становится даже ярче Юпитера!)
Марс в это время похож на очень яркую звезду розовато-красного цвета и находится строго на противоположном от Солнца участке неба.
8. Меркурий
Ближайшая к Солнцу планета, Меркурий, бывает почти такой же яркой, как и Марс в противостоянии. Парадокс, однако, заключается в том, что найти Меркурий на небе бывает довольно сложно. На небе он находится всегда где-то поблизости от Солнца, так что если и наблюдается в небе России, то только в вечерних или утренних сумерках.
На относительно ярком фоне сумеречного неба Меркурий выглядит не так красиво и эффектно, как на абсолютно черном фоне. Ночью Меркурий можно наблюдать только в тропических и экваториальных странах.
9. Сириус
Сириус — ярчайшая звезда ночного неба. Это девятый объект в нашем списке. На территории России Сириус наблюдается на небе в период с конца лета по апрель, но лучшее время для наблюдения этой звезды длится с декабря по март. Зимой Сириус виден всю ночь.
Сириус существенно ярче других звезд. У него есть отличительная особенность: звезда часто сильно мерцает и переливается всеми цветами радуги. Вообще-то все звезды мерцают в ночь, когда атмосфера неспокойна (это бывает, например, при сильных морозах). Но Сириус мерцает особенно сильно, просто потому что он ярче других звезд и находится низко над горизонтом.
Если вы зимним вечером заметите низко в небе на юге очень яркую звезду, которая мерцает и переливается разными цветами, это — Сириус!
10. Канопус или Сатурн
Последнее, 10-е место в списке ярчайших объектов неба я поделил между двумя объектами.
Если вы живете южнее 37° северной широты, то сможете наблюдать на небе звезду Канопус — вторую по яркости на ночном небе после Сириуса. Канопус возглавляет созвездие Киля, а когда-то был ярчайшей звездой обширного созвездия Корабль Арго. Да-да, это созвездие было названо в честь корабля, на котором аргонавты плавали в Колхиду за Золотым Руном. В XVIII веке астрономы разделили Корабль Арго на созвездия Кормы, Киля, Парусов и Компаса.
Сатурн существенно ярче, когда его кольца широко раскрыты. Фото: Ed Lomeli/spaceweather.com
Корабль Арго виден с территории России только частично, а Канопус и вовсе не виден. Поэтому для жителей России на 10-е место претендует планета Сатурн.
Обычно Сатурн похож на яркую звезду. Но в моменты перигелия, когда кольца Сатурна широко открыты, яркость планеты существенно вырастает. В эти периоды Сатурн уступает в блеске из всех звезд только Сириусу.
Кратковременные небесные явления
Какие объекты не вошли в список?
Прежде всего, болиды. Болиды — это очень яркие метеоры или, как их называют в народе, «падающие звезды». В отличие от искусственных спутников Земли, болиды наблюдаются довольно редко и в течение считанных секунд. При этом они, как правило, быстро перемещаются на фоне неба.
Челябинский болид. Источник: Википедия
Блеск метеоров может достигать блеска Юпитера, но болиды еще ярче. Самые крупные и, следовательно, яркие болиды гораздо ярче полной Луны! Они не полностью сгорают в атмосфере Земли и долетают до поверхности, становясь метеоритами.
Типичный очень яркий болид, наблюдавшийся в небе, — знаменитый Челябинский метеорит, упавший в феврале 2013 года.
Кометы иногда бывают настолько яркими, что могут соперничать даже с Луной! Примером такой кометы служит околосолнечная комета Икея-Секи (Икэя — Сэки), наблюдавшаяся в 1965 году. Правда, самые яркие кометы наблюдаются только в утренних или вечерних сумерках, то есть на фоне яркого неба. Кроме того, кометы — туманные объекты; их общая яркость размазывается по большой площади неба; все вместе значительно снижает впечатление от их яркости. Зато ничто не может сравниться по красоте с хвостом такой кометы!
Еще один тип очень ярких объектов — сверхновые звезды. Некоторые исторические сверхновые были ярче Венеры и без всякого труда наблюдались даже днем!
Явление сверхновой обычно возникает при взрыве очень старой звезды. Чем ближе находится сверхновая к Земле, тем она ярче. К сожалению, сверхновые вспыхивают очень редко, достаточно сказать, что в нашей Галактике последнее наблюдение сверхновой датируется 1604 годом — еще в дотелескопическую эпоху!
Комета Икея — Секи. Фото: Википедия/Roger Lynds
Одним словом, шансы на то, что вы станете свидетелями взрыва сверхновой звезды, очень малы. Но они все-таки есть: например, в такую звезду может превратиться Бетельгейзе из созвездия Ориона. У астрономов есть и другие кандидаты.
Итоги
Если вы видите яркий быстро перемещающийся по небу объект, то, скорее всего, наблюдаете МКС. Вспышки «Иридиумов» могут быть очень яркими, но длятся менее 10 секунд. Болиды похожи на огненные шары, часто со следами.
Яркие, но неподвижные объекты на небе — планеты. Венера наблюдается по утрам и по вечерам. Юпитер и Марс могут наблюдаться не только утром и вечером, но и ночью, но они никогда не бывают такими. При восходе планет многим может показаться, что они движутся. На самом деле вы наблюдаете их восход — Земля вращается, и планеты поднимаются все выше в небе.
Луна и Венера на вечернем небе 16 июня 2018 года. Снимок был сделан в Нижегородской области. Автор: Владимир Неруш
Ярчайшая звезда ночного неба, Сириус, наблюдается зимними вечерами не очень высоко в небе на юге. Она нередко переливается разными цветами радуги (не всегда!).
В целом ярчайшие объекты неба — это Солнце, Луна, искусственные спутники Земли и планеты. Звезда Сириус далеко не самый яркий объект из тех, что можно увидеть. Правда, планеты меняют свою яркость и наблюдаются нередко только в утренних или вечерних сумерках (особенно Венера), поэтому бывают не так заметны, как самые яркие звезды.
В таблице ниже я привел список ярчайших объектов неба вместе с их блеском в звездных величинах.
Источник