По образному выражению американского астронома Фреда Уипла, ядро кометы похоже на "грязный снежок". Оно имеет размеры от сотен метров до десятков километров и состоит из замороженных газов (или легкоплавких веществ, которые при нормальном давлении и комнатной температуре находились бы в газообразном состоянии) с вкраплениями тугоплавких каменистых частиц и пылинок. При приближении кометы к Солнцу под действием его лучей "льды" начинают испаряться и появляется туманная газообразная оболочка, вместе с ядром образующая голову кометы диаметром от тысячи до миллиона километров. Из газа головы формируется хвост кометы, направленный в противоположную от Солнца сторону (удаляясь от Солнца, комета как бы пятится – идет хвостом вперед). Раньше причиной отклонения хвоста считали исключительно давление солнечных лучей. Однако теперь известно, что это воздействие солнечного ветра, которое на два порядка (приблизительно в 100 раз) сильнее гравитационного притяжения Солнца, а потому молекулы головы отбрасываются назад. Кометные хвосты простираются иногда на десятки и сотни миллионов километров. Однако вещество хвостов настолько разрежено, что сквозь них видны звезды без всякого ослабления их блеска (кубический километр хвоста кометы содержит меньше вещества, чем кубический миллиметр земной атмосферы на уровне моря).
Почему одна из самых известных комет носит имя Эдмунда Галлея?
Комета Галлея – первая из комет, орбита которой была точно вычислена. Английский астроном и геофизик Эдмунд Галлей (1656-1742), изучая список комет, наблюдаемых с 1337 года, понял, что параметры орбиты кометы 1682 года соответствуют параметрам орбит комет 1531 и 1607 годов. Предположив, что это одна и та же комета, Галлей несколько лет работал над вычислением ее орбиты и предсказал ее появление вблизи Земли в 1758 году. Строго в указанное Галлеем время комета возникла на небосводе и была, уже после смерти ученого, названа его именем.
С чего начались занятия Эдуарда Эмерсона Барнарда астрономией?
В XIX веке одним из самых модных занятий, интересовавшим и высокопоставленных особ, и широкую публику, была "охота" за новыми кометами. В 1881 году некий магнат в Соединенных Штатах обещал премию в 200 долларов каждому, кто откроет комету с территории Северной Америки. Многие астрономы-любители увидели в поисках комет кратчайший путь к славе и богатству. Одним из них был американский фотограф Эдуард Эмерсон Барнард (1857-1923). Ему удалось "с помощью нескольких крупных комет" быстро выплатить закладную за свой дом. Очень скоро увлечение астрономией, основанное на меркантильном интересе, переросло у Барнарда в серьезные занятия наукой.
Он выполнил многочисленные наблюдения планет и слабых звезд (и даже обзавелся звездой своего имени), получил многочисленные снимки Млечного Пути и туманностей, открыл Амальтею (пятый спутник Юпитера). Кроме того, Барнард первым открыл комету на фотографии неба, снятой с телескопом. С тех пор астрономы-профессионалы начали мимоходом собирать урожай комет на фотографиях, снятых с другой целью.
Как император Нерон отвратил от себя неприятности, предвещаемые кометой?
С незапамятных времен люди благодаря своим суевериям и невежеству приписывали кометам большую опасность, видели в них некие послания от богов или от дьявола, считали их предвестниками всяческих неприятностей, особенно для людей, занимающих видное положение. В Древнем Риме на роль жертвы небес, разумеется, больше всего подходил император. Когда около 60 года нашей эры в небе засияла яркая комета, все сразу догадались, кому она угрожает. По этому поводу историк Тацит написал: "Начали говорить о том, кого избрать в преемники Нерону, как будто его уже свергли". Астролог Бильбилл, однако, успокоил императора, объяснив, что у монархов принято отвращать от себя гнев небес, обращая знамение против самых именитых своих подданных. Если учесть, что Нерон ранее уже убил собственную мать, а несколько лет спустя еще и двух своих жен, большую часть родственников, а также сжег Рим, то совет этот явно попал на благодатную почву. Император принял решение не рисковать и действовать "с запасом". Историк Светоний написал так: "Нерон решил полностью истребить знать… Все дети осужденных были сосланы, а затем уморены голодом или отравлены". Средство оказалось эффективным: Нерон пережил не только эту комету, но и появившуюся на небосводе спустя 6 лет комету Галлея. Тем не менее всеобщие ожидания оправдались: из-за этой кометы действительно погибли много видных людей.
Когда ученый мир убедился во внеземном происхождении метеоритов?
Падения метеоритов люди замечали начиная с самых древних времен, однако не считали их происхождение внеземным. В VIII веке появились две научные (не прибегающих к "божественному промыслу") теории, которые объясняли происхождение камней, падающих с неба. По первой теории предполагалось, что их уносит вверх особо сильными воздушными вихрями, а потом они снова падают на землю. Сторонники второй считали, что это камни, выброшенные в воздух из жерл вулканов с очень большой скоростью, а потому и улетевшие так высоко и далеко. В XVIII столетии, в век Просвещения, наука не только не продвинулась в этой области вперед, а даже немного отступила. Ученые мужи презрительно смеялись над теми, кто говорил, что "камни падают с неба". Крестьянам, которые приходили во Французскую академию с обломками метеоритов, вежливо указывали на дверь. Однако столь недоверчивыми оказались не все ученые. Некоторые из них заметили, что метеориты, найденные в достаточно отдаленных друг от друга местах Земли, имеют более или менее одинаковый химический состав и при этом отличаются от обычных земных каменистых пород. В 1794 году немецкий физик Эрнст Хладни (1756-1827) впервые предположил, что эти объекты прилетают из межпланетного пространства и возгораются при попадании в земную атмосферу. Его великий современник французский ученый Пьер Симон Лаплас (1749-1827) склонялся, правда, к лунному происхождению метеоритов, считая, что на нашем спутнике могут быть действующие вулканы. И лишь когда в 1801 году был открыт первый астероид, а следом за ним и многие другие, стало ясно, что метеориты являются малыми телами Солнечной системы, как и астероиды.
Чем метеоры отличаются от метеоритов?
Метеоры, или "падающие звезды", – это кратковременные световые явления в земной атмосфере, вспышки, порождаемые частицами космического вещества (так называемыми метеорными телами), которые со скоростью в десятки километров в секунду влетают в атмосферу. Нагреваясь от трения о воздух, такие частицы раскаляются, дробятся, порождая вторичные вспышки вдоль своего пути, и распыляются. Пролетая в атмосфере, метеорное тело ионизирует атомы и молекулы воздуха и заставляет их светиться. Яркость и цвет метеора зависят от массы метеоритной частицы и от величины относительной скорости метеора и Земли. "Встречные" метеоры (скорость до 75 километров в секунду) загораются на большей высоте, они ярче и белее. "Догоняющие" метеоры (скорость от 14 километров в секунду) загораются на меньшей высоте, они слабее и желтее. Если метеорное тело не сгорает в атмосфере и какая-то его часть достигает поверхности Земли, его называют метеоритом.
Какое количество метеорного вещества входит в атмосферу Земли ежесуточно?
Данные наблюдений позволяют считать, что в атмосфере всей Земли вспыхивает в сутки около 100 миллионов метеоров, которые можно было бы увидеть невооруженным глазом в ночное время. Общее же число метеорных частиц, включая и самые мелкие (микрометеориты – частицы размером в несколько микрометров и массой от стомиллионной до триллионной части грамма), исчисляется сотнями миллиардов. Общая масса метеорного вещества, проникающего в земную атмосферу, составляет в среднем около 60 тонн в сутки, или около 20 тысяч тонн в год. Метеорное вещество во много раз большей общей массы, состоящее из микрометеоритов, создает тонкое облако пыли вокруг Земли. Присутствие этих микрометеоритов регистрируют специальными приборами, устанавливаемыми на искусственных спутниках Земли. Блестящая полированная поверхность космического корабля после нескольких суток пребывания на орбите становится матовой, испещренной крошечными "оспинками" – следами столкновения с микрометеоритами.
Сколько весит самый большой из найденных метеоритов?
Самый большой из найденных метеоритов – железный метеорит Гоба – находится на месте падения в Западной Африке (Намибия). Его масса составляет около 60 тонн.
Каковы размеры и возраст крупнейшего метеоритного кратера на поверхности Земли?
Крупнейшим из всех кратеров, в которых были найдены остатки метеоритного вещества, является кратер Барринджера в Аризоне (США). Он представляет собой прекрасно сохранившееся углубление диаметром около 1200 метров и глубиной около 200 метров. Его края возвышаются приблизительно на 50 метров над лежащей вокруг равниной. Открыт он был в 1891 году, а возраст его составляет, по разным оценкам, от 25 до 50 тысяч лет. Метеорит, падение которого привело к образованию этого кратера, весил около 10 тысяч тонн.
Каковы размеры крупнейшего из известных метеоритных кратеров в Солнечной системе и где он расположен?
Наибольший известный метеоритный кратер – Вальгалла – находится на Каллисто, спутнике Юпитера. Он имеет яркую центральную область диаметром около 600 километров и систему концентрических гребней, простирающуюся на 1500 километров от центра кратера.
Кто был единственным марсианином, когда-либо убившим землянина?
В 1911 году в Египте упал метеорит, имеющий марсианское происхождение, и при падении убил собаку. Американский астроном Арден Олби предложил продать этот метеорит (по частям) для нужд фундаментальной науки. По мнению Олби, реклама могла бы звучать так: "Продается единственный марсианин, когда-либо убивший землянина!" Марсианские метеориты, падающие иногда на Землю, представляют собой куски горных пород, выбитые с поверхности Марса миллионы лет назад падением крупного астероида и после длительных блужданий в космосе притянутые нашей планетой. Их отличает от других метеоритов особый химический и минералогический состав.
Как ответил президент США Томас Джефферсон двум ученым из Коннектикута, в 1807 году сообщившим ему, что они наблюдали падение метеорита?
Когда двое ученых из Коннектикута в 1807 году сообщили, что наблюдали падение метеорита, президент Томас Джефферсон заявил, что он скорее поверит в то, что два профессора-янки лгут, чем в то, будто камни могут падать с неба.
Кто, когда и где основал первую русскую астрономическую обсерваторию?
Первая русская астрономическая обсерватория появилась в 1692 году в Холмогорах. Ее основателем был первый холмогорский архиепископ Афанасий, в миру Алексей Артемьевич Любимов (1641-1702), бывший раскольник из Тюмени.
Как мореплаватели определяли свое местоположение в море до появления радионавигационной техники?
Мореходная астрономия интенсивно развивалась из века в век и достигла большого совершенства. Этот важный раздел практической астрономии позволял морякам очень точно определять географические координаты (широту и долготу) в открытом море. В распоряжении морских штурманов появились точные угломерные инструменты и морские астрономические справочники. В 1714 году парламент Великобритании – крупнейшей тогда морской державы – установил огромную премию за разработку наиболее надежного способа определения долготы. Одним из экспертов выступал сам Ньютон. Предложенный метод (и он прослужил очень долго) был основан на сравнении моментов времени в данном месте и месте, географическая долгота которого точно известна. Из астрономических наблюдений определяли местное время, а хронометр, который непременно должен был быть на судне, показывал точное время того пункта, относительно которого желали определить долготу. С появлением радио задача упростилась, поскольку стало возможным непосредственно узнавать время нулевого географического меридиана или пункта с известной долготой. Разность времен равна разности географических долгот. Штурман должен либо принять сигналы точного времени, например из Лондона или Москвы, либо иметь в своем распоряжении точные часы (хронометр), идущие по времени какого-либо известного пункта. А местное время пункта, в котором находится судно, штурман определяет из астрономических наблюдений и с помощью данных, содержащихся в каталогах или звездных картах. Вторую географическую координату – широту – определяли по склонению и прямому восхождению светила, находящегося в зените.
Чем рефракторы отличаются от рефлекторов?
Основной частью оптического телескопа является объектив, предназначенный для того, чтобы собрать лучи, идущие от наблюдаемого объекта, и сфокусировать их. По типу используемых объективов телескопы делят на рефракторы и рефлекторы. У рефрактора объектив состоит из стеклянной линзы, которая собирает лучи и концентрирует их в определенной точке своей оси – фокусе. Самые первые телескопы были рефракторами. Самый большой из современных действующих рефракторов находится в обсерватории Йеркса (США), диаметр его объектива равен приблизительно 1 метру. В рефлекторах лучи собираются в фокусе не линзой, а зеркалом параболической формы. Рефлекторы лишены главного недостатка рефракторов – хроматической аберрации. Кроме того, у них имеется возможность поддерживать зеркало с обратной стороны, что позволяет строить телескопы больших размеров. Существуют также телескопы, совмещающие черты рефракторов и рефлекторов.
Какой длины был телескоп Гевелия?
Основным недостатком однолинзовых телескопов-рефракторов (а первые телескопы были именно однолинзовыми) является хроматическая аберрация. Линза объектива ведет себя как призма и не только преломляет свет, но и разлагает его на составляющие цвета. При этом фокус красных лучей располагается дальше от объектива, чем фокус синих лучей, вследствие чего изображение размывается. Первым способом уменьшения хроматической аберрации стало применение линз с большим фокусным расстоянием. Именно поэтому телескоп знаменитого польского астронома Яна Гевелия (1611-1687) имел длину почти 50 метров (при диаметре объектива не более 20 сантиметров). В дальнейшем хроматическую аберрацию в рефракторах научились в значительной степени устранять с помощью специальных линз и входящей в устройство телескопа системы фокусировки.
Во сколько раз современный телескоп "зорче" человеческого глаза?
Чем больше света "соберет" оптический прибор, тем менее яркие и более далекие объекты он "увидит". Именно поэтому зеркала телескопов становятся все больше и больше. Рабочая (эффективная) площадь главного зеркала телескопа диаметром 8 метров равна примерно 48 квадратным метрам, а площадь человеческого зрачка в сумерках – примерно 20 квадратным миллиметрам. Телескоп соберет во столько раз больше света, во сколько его площадь больше площади зрачка, то есть приблизительно в 2,5 миллиона раз!
У какого телескопа выше разрешающая способность – радио– или оптического?
Недостатком радиотелескопов долгое время была их низкая разрешающая способность, достигавшая даже у больших радиотелескопов лишь нескольких минут дуги. Проблема была решена посредством использования техники интерферометрии, когда сигналы, попадающие на разные радиотелескопы, собираются и обрабатываются на компьютере. В этом случае два и более радиотелескопа ведут себя как единый инструмент с диаметром, равным расстоянию между отдельными радиотелескопами. Применяя одновременно три радиотелескопа, установленных в США, Австралии и Южной Африке, астрономы смогли разглядеть строение пульсара, находящегося на расстоянии в 1600 световых лет от Земли в созвездии Паруса. Облако раскаленного газа, излучающее радиоволны, имеет поперечник 500 километров, а в его центре находится нейтронная звезда диаметром около 10 километров. Если бы такой разрешающей способностью обладал оптический телескоп, он мог бы разглядеть с Земли крупный вирус на поверхности Луны.
Обязательно ли выносить оптический телескоп за пределы атмосферы для существенного повышения его разрешающей способности?
Поскольку зеркалу телескопа надлежит поворачиваться, отслеживая объект в ночном небе, оно не должно быть слишком тяжелым, иначе в процессе поворота оно будет деформироваться под влиянием собственного веса, сводя на нет высокоточную обработку, проведенную при его изготовлении. Следствием указанного ограничения на массу зеркала является ограничение на его размеры. Именно поэтому до 1975 года наиболее крупным в мире был американский телескоп с зеркалом диаметром 5 метров, установленный на горе Паломар в Калифорнии. Затем этот рекорд был побит: на Северном Кавказе, близ станицы Зеленчукской, закончилось строительство телескопа с зеркалом диаметром 6 метров. В последнее десятилетие ХХ века наступил новый этап в развитии оптических телескопов, связанный с внедрением так называемой активной оптики. Решение проблемы свелось к изготовлению тонких зеркал (толщиной около 20 сантиметров при диаметре 8-10 метров), форму которых корректирует компьютер с помощью нескольких десятков подвижных гидравлических опор. Альтернативой монолитным зеркалам, состоящим из единого блока, стали составные зеркала. Так, зеркала двух телескопов, установленных на гавайском потухшем вулкане Мауна Кеа, каждое по 10,8 метра в диаметре, состоят из 36 шестиугольных фрагментов размерами не более 2 метров. Другой прорыв в области совершенствования оптических телескопов связан с внедрением адаптивной оптики, позволяющей если не полностью устранить, то существенно сократить деформации изображений небесных объектов из-за атмосферной турбулентности. Эта технология обеспечивает "подстройку" зеркала телескопа под изменения, происходящие в атмосфере, так что расфокусировка изображения, вызванная перепадами плотности воздуха, его потоками и ветром, сводится к минимуму. Специалисты утверждают, что стоимость таких наземных телескопов намного меньше, чем стоимость только ремонта в космосе орбитального телескопа "Хаббл", а их разрешающая способность на порядок (приблизительно в 10 раз) выше, чем у прибора, вынесенного в космос.
В чем состоит уникальность астрономических знаний африканского племени догонов?