Начальный курс небесного ориентирования

Земля вращается. Впервые эту идею провозгласил греческий философ Гераклит Понтийский в IV веке до н. э. Но люди сомневались в том, что утверждал Гераклит. Им казалось, что в этом случае они должны чувствовать головокружение, как на крутящейся карусели, но ведь ничего подобного не происходило! Люди не верили, что Земля вращается, потому что никак этого не ощущали. Наоборот, наши древние предки считали, что Солнце вращается вокруг Земли, совершая полный оборот за один день.

Доказательство вращения Земли появилось только в 1815 году, больше, чем через две тысячи лет после Гераклита (в те времена государство почти не финансировало научные исследования, поэтому прогресс шел медленнее, но зато стоил дешевле). Французский физик Фуко подвесил металлический шар весом 28 кг под куполом Пантеона в Париже на проволоке длиной 67 м с периодом 16 секунд. Эта конструкция получила название маятник Фуко, по имени французского физика, которому пришла в голову идея этого эксперимента. Опыт Фуко основан на свойстве свободного маятника сохранять неизменным в пространстве плоскость (или направление) своих колебаний, если на него не действует никакая сила, кроме силы тяжести. Если проследить за колебаниями маятника, то станет заметно, что направление, в котором качается маятник над полом, постепенно меняется, как будто пол поворачивается под ним. На самом деле так оно и есть — пол поворачивается вместе с Землей.

Если вы не верите, что Земля вращается, или просто хотите посмотреть на маятник, посетите Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге. В 1931 году в этом соборе был подвешен маятник длиной 93 м и весом 54 кг. Амплитуда колебаний этого маятника равна 5 м, период — около 20 секунд. И за одну-две минуты можно убедиться в том, что Земля действительно вращается вокруг своей оси.

Поскольку Земля вращается…

Как я уже говорил в главе 1, из-за вращения Земли вокруг своей оси кажется, что звезды и другие небесные объекты движутся по небу с востока на запад. Кроме того, Солнце движется по небу в течение года по кругу, который называется эклиптикой. Угол наклона эклиптики к небесному экватору равен 23,5°; отклонение оси Земли от перпендикуляра к ее орбитальной плоскости также составляет 23,5°.

Траектории движения планет в течение года проходят вблизи эклиптики. Вокруг плоскости эклиптики расположены 12 созвездий, которые называют зодиакальными: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей и Рыбы. (На самом деле между Скорпионом и Стрельцом есть еще одно созвездие — Змееносец, но в древние времена его не включили в Зодиак.)

По мере движения Земли по орбите вокруг Солнца время восхода и захода звезд сдвигается на 4 минуты назад каждую ночь. Это приводит к тому, что со сменой времен года картина ночного неба меняется. Звезды не стоят на месте ни в течение ночи, ни в течение года. Созвездия, которые месяц назад по вечерам были высоко в небе, теперь опустились ниже к западу. А созвездия, которые висят низко над горизонтом на востоке перед самым рассветом, через несколько месяцев будут находиться в этом положении в полночь.

Как найти Полярную звезду

Конечно, на звезды может смотреть каждый, кто вышел из дома прогуляться ясной ночью. Но как узнать, что вы видите? Как снова найти на небе эти звезды? И как можно сориентироваться?

Один из самых известных способов научиться хоть немного ориентироваться в ночном небе (если вы живете в Северном полушарии) — это найти на небе Полярную звезду, которая почти не движется. А с помощью этого ориентира уже можно попробовать найти что-то еще. А если вы находитесь в Южном полушарии, нужно найти звезды α и β Центавра, которые указывают на созвездие Южный Крест.

Еще раз о яркости

О звездной величине уже говорилось в главе 1, но вы должны знать, что на самом деле существует три типа звездных величин.

Абсолютная звездная величина — то, что ученые называют истинной яркостью небесного объекта, видимой со стандартного расстояния, равного 32,6 светового года.

Видимая звездная величина — то, насколько ярким объект кажется с Земли. Может отличаться от абсолютной звездной величины, в зависимости от того, насколько далеко от Земли находится небесный объект. Звезда, которая расположена ближе к Земле, может казаться ярче более далекой звезды, даже если ее абсолютная звездная величина меньше.

Ограниченная звездная величина связана с состоянием наблюдаемого неба во время наблюдения, т. е. насколько оно ясное и темное. Даже очень яркий объект может быть невидимым, если метеорологические условия неподходящие. Ограниченную звездную величину чаще всего используют при наблюдении метеоров и объектов дальнего космоса. Темной ясной ночью ограниченная звездная величина может быть равна 6 в зените, в то время как при наблюдениях в городе она составит только 4.

На звездных картах указывают видимые звездные величины, соответствующие их яркости на ночном небе.

Полярную звезду легко найти с помощью "ковша" из созвездия Большой Медведицы. Ковш — это одна из самых известных и узнаваемых звездных конфигураций (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Ковш Большой Медведицы — прекрасный ориентир для поиска других небесных объектов

Две самые яркие звезды Ковша, Дубхе и Мерак (их еще называют "указателями"), образуют одну из сторон "ковша" (чаши) и указывают прямо на Полярную звезду. С помощью этих "указателей" можно найти также звезды Кастор и Поллукс из созвездия Близнецов и Денеб из созвездия Лебедя. А "ручка ковша" указывает на Арктур из созвездия Волопаса.

Звезды, близкие к Полярной звезде, никогда не заходят за горизонт (на большей территории Северного полушария); они называются околополярными звездами. Они как будто движутся вокруг Полярной звезды. Большая Медведица — это околополярное созвездие; таким его видят почти на всей территории Северного полушария. Размер околополярной области неба зависит от широты, на которой проводится наблюдение. Чем ближе вы живете к Северному полюсу, тем большая часть неба будет околополярной. Аналогично, в Южном полушарии, чем южнее вы находитесь, тем большая часть будет околополярной.

Созвездие Ориона, хоть и не является околополярным, тоже выделяется на зимнем небе. Три его звезды (образующие "пояс Ориона") указывают на Сириус из созвездия Большого Пса и Альдебаран из Тельца. В созвездии Ориона есть также звезды первой звездной величины Бетельгейзе и Ригель — два ярких небесных маяка (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Орион и его яркие звезды — Ригель и Бетельгейзе

Чтобы познакомиться с ночным небом, пользуйтесь приведенными в этой книге рисунками и наблюдайте. Приведу такую аналогию: узнав расположение улиц города, вы сможете ориентироваться в нем и быстрее добраться в нужное место. Точно так же, зная созвездия и яркие звезды-ориентиры, вы сможете легче найти объекты наблюдения и следить за их перемещением по ночному небу.