Наблюдение прохождения планет по диску солнца и их научное значение доклад
Обновлено: 06.07.2024
Он проводит экскурсии "Невский проспект: От дома до дома". Раснер Вячеслав Романович. Сохраните е.
2 июня 2018 года в 10:47 госпитализирована с адреса ул.Есенина, 32, корп. 2 (Санкт-Петербург, Выбо.
Поможем маленькому котику? Срочный репост! Друзья, мы же все любим котиков, правда? Нужен макс.
Помочь лиру-котику! Есть котики на фотках, есть котики на улицах. Есть небольшая категория котик.
Группа Поиск Пропавших Детей - Москва Ссылка на ориентировку в вк Сообщество «Поиск Пропавших Де.
-Ссылки
-Метки
-Музыка
-Друзья
-Сообщества
-Трансляции
| Венера подкрадывается к диску Солнца! Все уже наготове! Завтра утром - не пропустите! |
Венера, столь удачно названная в честь богини любви, подходит к нам ближе любой другой, светит ярче всех (после Солнца и Луны, конечно) и в то же время остаётся удручающе таинственной. Она окутана густыми облаками, за которые не может проникнуть взгляд астронома, и вплоть до середины прошлого века некоторые учёные верили в то, что под ними — вода и жизнь.
Космические корабли поставили крест на этой мечте. Выяснилось, что планету задушил углекислый газ, атмосферное давление близ поверхности в 90 раз больше земного, а средняя температура — 460 ˚C. Венера оказалась не богиней с картины Боттичелли, а femme fatale.
Но вскоре, пусть всего лишь на семь часов, ситуация резко изменится: 5 и 6 июня (в зависимости от вашего местоположения) Венера пройдёт перед солнечным диском. Подобные транзиты чрезвычайно редки, поскольку орбиты Земли и Венеры не лежат в точности на одной плоскости. Это явление наблюдалось только шесть раз, а следующее прохождение состоится 11 декабря 2117 года.
| Карта прохождения Венеры в 2012 году (изображение из Википедии ). |
Впрочем, транзит-2004 всё-таки кое в чём оказался полезным. С помощью двух спутников НАСА, предназначенных для изучения Солнца, Гленн Шнайдер из Аризонского университета (США) и его коллеги обнаружили , что светимость нашей звезды снизилась на 0,1% — в точном соответствии с размерами Венеры.
Паскаль Эдель из Астрофизической лаборатории Бордо (Франция) и его группа пошли ещё дальше. Они направили вакуумный телескоп в Тенерифе (Испания) на Венеру и проанализировали спектр солнечного света, прошедшего сквозь атмосферу планеты. Таким образом им удалось обнаружить там углекислый газ.
У Венеры тоже есть озоновый слой, он лежит высоко над плотными облаками, и потому его можно будет обнаружить на этой неделе. Но мы и так знаем, что там примерно в 100 раз меньше озона, чем на Земле. Этого слишком мало для надежды на возникновение жизни. Таким образом, если транзитные измерения экзопланеты покажут много углекислого газа и мало кислорода или озона, это будет означать, что она больше похожа на Марс или Венеру, чем Землю. Или же на Землю какой та была 3,5–4 млрд лет назад — задолго до того, как Мировой океан приступил к активному поглощению углекислого газа и фотосинтезирующие организмы начали массовое производство кислорода и озона.
| Венерианская арка, сфотографированная астрономом-любителем Андре Ронди близ Тулузы (Франция). |
Транзит должен пролить свет и на тайны самой Венеры. В прошлый раз, когда планета начинала пересекать край солнечного диска, некоторые наблюдатели заметили слабую световую дугу на той стороне планеты, которая не лежала на солнечном диске. Это был солнечный свет, преломлявшийся в тех слоях атмосферы Венеры, которые лежат выше облаков. Паоло Танга из обсерватории на Лазурном берегу (Франция) и его коллеги смогли рассчитать , что это случилось на высоте 80–120 км. Увы, больше ничего узнать не удалось, потому что ореол специально никто не наблюдал.
На этот раз исследователи собираются более подробно изучить это явление, измерив крошечные изменения температуры в данном регионе. Результаты могут помочь объяснить странную динамику венерианской атмосферы. В облачном слое скорость ветра в 60 раз превышает скорость вращения планеты вокруг оси. Но выше ветра замедляются и на высоте 120 км меняют направление.
Изменение температуры воздуха и давления были замечены на Венере европейским зондом Venus Express, который вышел на её орбиту в 2006 году. Но секрет пока не раскрыт — возможно, из-за того, что аппарат не способен провести измерения в нескольких местах одновременно. Это всё равно что судить о земной атмосфере, получив данные о состоянии погоды в Москве, а на следующий день — в Воронеже.
Транзит должны пролить свет на то, как эти изменения связаны друг с другом, поскольку ореол охватывает атмосферу на всех широтах. Можно будет измерить температуру от одного полюса до другого.
В заключение хочется позавидовать современным учёным, которые могут смотреть на Венеру практически с любой удобной точки. Французский астроном Гийом Ле Жантиль провёл более одиннадцати лет вдали от дома в поисках подходящего места для наблюдений во время транзитов 1761 и 1769 гг. Когда он вернулся, родственники уже объявили его умершим и собирались приступить к разделу имущества, а его место в Академии наук получил другой.
Меркурий и Венера являются внутренними планетами, и только для них возможно существование еще одного события, описываемого теорией затмений : прохождение планеты по диску Солнца. Фактически это затмение Солнца планетой. Однако из-за их небольшой видимый размер с обычным затемнением прохождения спутать трудно. Прохождение планет происходят значительно реже, чем даже полные солнечные затмения, однако наблюдать их можно на всей дневной полушарии Земли.
Из-за наклона орбит Земли и Меркурия его прохождения по диску Солнца возможны только с 6по 10 мая и с 6по 14 ноября. Осенние прохождения имеют место с периодами в 4750 суток и затем в 2550 суток. Последнее прохождение Меркурия по диску Солнца наблюдалось в Европе 6 ноября 1993 года. Майские прохождения, что является благоприятными для наблюдения, происходят с периодами 12050, а затем – 4751 сутки. Последнее наблюдалось 7 мая 2003 и стало выдающимся событием для любителей астрономии Европы и стран СНГ. Следующие прохождения Меркурия по диску Солнца состоится 9 ноября 2006 и 9 мая 2016 года. Оба они неблагоприятны для наблюдений с территории Украины.
Во время прохождения диском нашего дневного светила планеты могут сближаться с различными объектами солнечной поверхности, чаще всего – с пятнами и их группами. Если повезет, очень красивым может показаться такое прохождение планеты, особенно если крупнейшие представители группы пятен имеют развитые полутени.
Отдельно хотелось бы обратить внимание на наблюдения прохождения Венеры. При этом наибольший интерес со всех точек зрения будут составлять моменты первого и последнего (четвертого) контактов – для покрытий и прохождений справедливая и сама терминология, и для затмений. Уже при первом контакте, когда планета фактически еще находится вне диска Солнца, вокруг диска Венеры появляется яркий ободок. Также характерна размытость краев Венеры на солнечном диске – края Меркурия обычно будут четкими и резкими. Именно с помощью описанных нами фактов в 1761 году во время наблюдений прохождения Венеры по диску Солнца Михаил Ломоносов и открыл существование вокруг нее очень густой атмосферы.
Прохождения планет через диск Солнца — Если бы плоскость орбиты одной из нижних планет (Меркурия и Венеры) совпадала с эклиптикой, то при каждом синодическом обороте (для Венеры 584 дня, для Меркурия 116 дней) планета пересекала бы линию, соединяющую центры Солнца и Земли и была бы видна нам как черный кружок, скользящий по диску Солнца. На самом деле, вследствие наклонности орбит, планета проходит то выше, то ниже Солнца, а Прохождения планет через диск Солнца через диск наблюдается только, если планета в это время находится около восходящего или нисходящего узла своей орбиты. Для разных мест Земли вследствие параллакса (см.) время Прохождения планет через диск Солнца несколько различно. В астрономических календарях даются для разных точек земной поверхности моменты двух внешних касаний (первого и четвертого) дисков Солнца и планеты и двух внутренних (второго и третьего), а также положение точек касаний на окружности солнечного диска (их позиционный угол). Прохождения планет через диск Солнца длится несколько часов (в случае центрального Прохождения планет через диск Солнца Венеры около восьми). В зависимости от отношения величины синодического оборота Венеры к земному году, Прохождения планет через диск Солнца около одного и того же узла повторяются, вообще говоря, через 243 года, но в течение нашего и будущего тысячелетий, вследствие благоприятного расположения орбит Венеры и Земли, каждое Прохождения планет через диск Солнца сопровождается еще через 8 лет другим. В промежутке между такими парами Прохождения планет через диск Солнца в одном узле, происходит пара Прохождения планет через диск Солнца в противоположном узле. Эпоха их отличается на шесть месяцев: мимо нисходящего узла Венеры Земля проходит около 5 июня, мимо восходящего около 8 декабря. Вследствие влияния эксцентриситета земной орбиты от Прохождения планет через диск Солнца в восходящем узле до Прохождения планет через диск Солнца в нисходящем узле протекает больше времени, чем наоборот. Таким образом, полный цикл в 243 года заключает 4 Прохождения планет через диск Солнца, разделенные промежутками в 8, 121½, 8 и 105½ лет. Если бы линия узлов оставалась неподвижной, то Прохождения планет через диск Солнца случались бы неизменно в те же числа, но от совокупного влияния прецессии и возмущений других планет долготы узлов Венеры медленно увеличиваются и дни Прохождения планет через диск Солнца в среднем переступают по числам года вперед. Ближайшие к нам Прохождения планет через диск Солнца Венеры:
Хотя Венера по своей величине может быть видима на диске Солнца просто глазом, история астрономии не дает никаких точных указаний на подобные наблюдения ранее XVII столетия. Прохождения планет через диск Солнца 1631 года, предсказанное Кеплером, было невидимо в Европе. Прохождения планет через диск Солнца 1639 года, незамеченное Кеплером, вследствие неточности планетных таблиц, было предвычислено гениальным, безвременно погибшим Хорроксом и наблюдалось им и его другом Крабтри в Англии. Вслед за тем Галлей указал, какую важность представляют наблюдения Прохождения планет через диск Солнца, произведенные с разных точек Земли, для определения расстояния от Земли до Солнца (см. Параллакс). Он же дал метод точно предвычислять Прохождения планет через диск Солнца Для наблюдения Прохождения планет через диск Солнца 1761 и 1769 годов были посланы многочисленные экспедиции. Оба Прохождения планет через диск Солнца были видимы в Сибири и частью в северной Европейской России: в 1761 г. Шапп наблюдал в Тобольске, академик Румовский в Селенгинске; в 1769 г. Румовский в Коле, Исленьев в Якутске, другие астрономы в Гурьеве, Оренбурге, Орске, Поное и т. д. Окончательная обработка всех наблюдений сделана Энке (1824). Точность наблюдений, состоявших в определении моментов контактов дисков Солнца и Венеры, оказалась гораздо ниже ожидаемой; главной причиной тому служила так называемая черная капля (капля Bailly) — темная полоска, соединяющая диск планеты, уже вступившей на Солнце, с темным пространством неба. Наблюдатели недоумевали, что считать за время действительного контакта — образование капли или разрыв ее. Объяснением явления капли служит иррадиация или, вернее, отсутствие ее в точке касания дисков и недостатки зрительных труб. Перед Прохождения планет через диск Солнца 1874 г. приняты были все меры, чтобы избежать подобных затруднений, так например астрономы практиковались в наблюдения искусственных Прохождения планет через диск Солнца Кроме наблюдений контактов измерялись непрерывно положения Венеры на диске Солнца гелиометрами и с помощью фотографирования. Снаряжены были различными государствами 62 экспедиции, из них 26 русских, расположенных от Египта и границы Персии по Южной Сибири до Тихого океана. Результаты опять получились хуже ожидаемых, и к Прохождения планет через диск Солнца 1882 г. готовились уже с меньшим энтузиазмом. Многие наблюдатели заметили, что планета, отчасти вследствие освещения Солнцем ее атмосферы, отчасти вследствие яркости хромосферы и нижних частей короны Солнца, может быть видима даже вне диска Солнца. Это обстоятельство тоже очень вредит точности наблюдения контактов.
Прохождения планет через диск Солнца Меркурия случаются гораздо чаще, притом в менее характерные промежутки времени. Вследствие большого (в противоположность Венере) эксцентриситета орбиты Меркурия, ноябрьские его Прохождения планет через диск Солнца, в восходящем узле, близ которого расположен перигелий планеты, т. е., когда планета значительно ближе к Солнцу, происходят вдвое чаще, чем майские — в нисходящем узле. По причине малости параллакса Меркурия его Прохождения планет через диск Солнца не имеют того же значения, как Прохождения планет через диск Солнца Венеры. Они важны только для изучения орбиты планеты. Леверрье из разбора наблюдений Прохождения планет через диск Солнца Меркурия вывел до сих пор необъясненное теорией вековое движение его перигелия (см. Перигелий). Первое наблюдение Прохождения планет через диск Солнца Меркурия сделано Гассенди 7 ноября 1631 г. на основании предвычисления Кеплера. Последние три Прохождения планет через диск Солнца были 7 ноября 1881 г., 9 мая 1891 г. и 10 ноября 1894 г. Следующее будет 4 ноября 1901 г.
Много раз (обыкновенно случайными наблюдателями, не специалистами) замечены были темные пятнышки на диске Солнца, по разным признакам похожие не на солнечные пятна в узком смысле, а на Меркурий или Венеру при их Прохождения планет через диск Солнца Эти явления пытались объяснить существованием особой интрамеркуриальной планеты, уже заранее названной Вулканом. Леверрье указал на неувязку в движении перигелия Меркурия, как на теоретическое подтверждение этой гипотезы (см. Перигелий, Солнечная система, Вулкан). Но, безусловно, все подобные наблюдения или сомнительны (из них самое известное — доктора Лескарбо 26 марта 1859 г. в Оржере, Франция), или должны быть отнесены к простым солнечным пятнам.
Эта статья отнюдь не претендует на роль пособия для наблюдения планет, но надеемся, что материал в ней поможет начинающим любителям расширить свой кругозор и познакомит их с простейшей техникой, приемами и особенностями наблюдений, которые доступны даже небольшим телескопам. Для более искушенных наблюдателей мы со временем подготовим другой, более глубоко проработанный и богатый материал.
При наличии выбора для наблюдения планет лучше использовать рефрактор, рефлектор системы Кассегрена или катадиоптрическую систему. Благодаря значительному фокальному отношению (большой обратной светосиле) эти устройства создают в первичном фокусе более увеличенное изображение, чем рефлекторы системы Ньютона, а небольшое поле зрения при наблюдении планет не столь существенно. Если же выбора нет и вы располагаете только системой Ньютона, то используйте линзу Барлоу и хорошего качества окуляр и вы все же сможете добиться неплохих результатов. Чтобы разглядеть хоть какие-то детали на поверхности планет, телескоп должен иметь объектив не менее 75 мм. Телескопы с большими апертурами обладают тем преимуществом, что, собирая значительное количество света, они позволяют использовать большое увеличение, создавая тем самым возможность для изучения более тонких деталей.
Поскольку состояния большинства планет чрезвычайно изменчивы, никогда нельзя знать заранее, какая картина откроется вам при наблюдениях. Впервые приступая к наблюдению планет, не огорчайтесь, если сначала не увидите ничего, кроме маленького диска планеты - глазу нужно привыкнуть, чтобы различать слабые детали на поверхности. Освоившись со своим телескопом и обретя некоторые навыки, вы обнаружите, что с каждым наблюдением замечаете их все больше. В дальнейшем вы увидите, что иногда на короткое время условия наблюдения становятся настолько благоприятными, что на маленьком диске планеты "проступает" множество разнообразных деталей, которые трудно сразу охватить и зарисовать. Помните, что порой не менее важно знать об отсутствии каких-либо видимых деталей на планете - в первую очередь это относится к Венере и Марсу. Никогда не забывайте отметить эти "отрицательные" наблюдения. Используйте любую возможность просто посмотреть на планету в телескоп, и чем чаще вы будете делать, тем больше деталей сумеете различить. С каждым разом старайтесь все более тщательно проводить наблюдения; тогда вид планеты станет для вас привычным, и вы сможете быстрее заметить любые неожиданные изменения на ее поверхности.
Приведем далеко не полный перечень наблюдений, которые можно сравнительно легко проводить с помощью телескопа: зарисовки всей видимой поверхности и отдельных деталей планеты; оценка яркости и фазы планеты; определение моментов времени прохождения той или иной детали через центральный меридиан диска планеты. Астроному-новичку лучше начать с зарисовок всей видимой поверхности планеты или отдельных структур. Системы спутников Юпитера и Сатурна открывают дополнительные возможности для наблюдения разнообразных интересных явлений. Фотографические наблюдения планет настолько специфичны, что мы их обсуждать пока не будем.
Хотелось бы обратить внимание на один важный момент, а именно путаницу, которая может возникнуть с понятиями "восток" и "запад" применительно к ориентации деталей поверхности планет (и Луны). До наступления эры систематических исследований небесных тел с помощью космических аппаратов эти понятия всегда соответствовали наблюдаемой невооруженным глазом ориентации небесной сферы: считалось, что одна видимая деталь находится восточнее другой, если она располо жена левее (с точки зрения наблюдателя находящегося в северном полушарии). Однако при составлении подробных карт Луны и планет с помощью космических аппаратов (и чтобы избавить от путаницы астронавтов, ступающих на поверхность Луны) стало абсолютно необходимым введение такой же ориентации системы широт и долгот, как на поверхности Земли. Это привело к переориентации двух направлений - восток и запад; так, Восточное Море (Marie Orientale) сейчас считается расположенным к западу от центрального меридиана Луны. На планетах, как и на Луне, имеется терминатор - линия, разделяющая освещенную Солнцем часть поверхности планеты от неосвещенной. У Меркурия и Венеры терминатор хорошо различим, у Марса едва заметен, а Юпитер и Сатурн расположены так далеко от Земли и Солнца, что линия терминатора у них практически совпадает с видимым краем диска. Вследствие вращения планет у них различаются утренний и вечерний терминаторы; в ряде случаев с ними связаны появление и распространение некоторых особых образований на планете (здесь прежде всего следует отметить облака на Марсе).
Зарисовки планет
Приступая к зарисовкам, необходимо заранее приготовить листы бумаги, на которые нанесены контуры планеты. При движении планет по орбитам расстояния между ними и Землей изменяются, соответственно сменяются и видимые размеры планет; эти изменения особенно заметны у Венеры и Марса. Несмотря на это, большинство организаций, координирующих работу астрономов-любителей, рекомендуют использовать при зарисовках каждой из планет контуры определенного диаметра; это облегчает обработку и сравнение результатов, полученных различными наблюдателями. Поэтому при зарисовках старайтесь придерживаться рекомендуемых стандартов. Назовем еще ряд моментов, которые необходимо учитывать, приступая к зарисовкам планет. Так как Юпитер и Сатурн в следствии быстрого их вращения вокруг своей оси заметно сплющены у полюсов, их контуры не представляют собой идеальные окружности, поэтому при зарисовках нужно применять специальные шаблоны или обводить контуры изображений планет.
Что касается Сатурна, то здесь дополнительные трудности связаны с наличием колец, вид которых меняется со временем. При зарисовках Меркурия, Венеры и Марса в качестве контура можно использовать окружности. Правда, здесь возникают свои трудности, так как у этих планет наблюдаются фазы, аналогичные лунным, когда становится видимой только освещенная часть полусферы, повернутая к Земле. Фазы Меркурия и Марса можно предсказать, поэтому следует заранее нарисовать их контуры с учетом фазы. Величину фазы Венеры рассчитать нельзя - ее терминатор следует зарисовывать при наблюдениях. Фазы Юпитера и Сатурна проявляются настолько слабо, что при зарисовках ими можно пренебречь. Чтобы научиться различать детали на поверхности планеты, пытайтесь зарисовать их. Особенно важно это при изучении Марса, Юпитера и Сатурна, так как многообразие их поверхностных деталей и быстрое вращение приводят к тому, что облик поверхности заметно изменяется за короткое время наблюдения. Возможно, разумнее начать с простой зарисовки распределения светлых и темных областей по видимому диску планеты или сосредоточить внимание на некоторых наиболее заметных образованиях, чем пытаться в деталях изобразить весь видимый диск планеты. По мере приобретения опыта ваши рисунки будут все более подробными.
Оценка яркости поверхностных деталей
Анализ большого числа рисунков поможет вам оценить интенсивность различных деталей на поверхности планеты. При этом в зависимости от их относительной яркости им приписывают соответствующие численные значения; подобная процедура не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Шкала интенсивностей зависит от планеты и диапазона яркости образований, наблюдаемых на ее поверхности. Обычно интенсивность, соответствующая нулю, приписывают белым образованиям, а далее, чем темнее деталь, тем выше ее интенсивность. К сожалению, оценки интенсивности одних и тех же образований, полученные различными наблюдателями, заметно отличаются. И неудивительно, поскольку они зависят от телескопа, используемого увеличения, а также от условий наблюдения. Иногда может возникнуть путаница при отождествлении образований, характеризуемых той или иной величиной интенсивности, поэтому оценку интенсивностей лучше делать непосредственно на рисунке планеты, даже если он довольно приблизителен.
При обычных зарисовках и оценке интенсивностей деталей планет можно пользоваться различными светофильтрами. Однако следует помнить, что если ваш телескоп небольшой, фильтры могут оказать и плохую услугу, так как способствуют дополнительной потере света. Исключение составляет Венера, яркость которой настолько велика, что применение нейтрального светофильтра, уменьшающего ее, улучшает условия наблюдения. Марс и Венера - наиболее удобные объекты для наблюдения с помощью цветных светофильтров. Нет также особых "противопоказаний" для использования цветных светофильтров при наблюдении Юпитера и Сатурна. Например, наблюдение Марса через светло-синий светофильтр позволяет лучше изучить его атмосферные образования, тогда как оранжевый и красноватый фильтры помогают увидеть больше деталей на самой поверхности планеты. Некоторые типы окуляров специально снабжены резьбой для ввинчивания стеклянных оптических светофильтров. Такие окуляры с набором светофильтров очень удобны, но довольно дороги. Обычные фотографические фильтры значительно дешевле, их легко вырезать нужного размера и закрепить в несложную оправу или специальный адаптер.
Время прохождения планеты через центральный меридиан
Читайте также: