Читать книгу "Вселенная в вопросах и ответах - Владимир Сурдин"

2.2. Тропики

Между тропиками заключен тот широтный пояс Земли, где солнце хотя бы раз в году достигает зенита. Широта тропиков, естественно, связана с наклоном земной оси (23,5° относительно перпендикуляра к плоскости земной орбиты, т. е. к эклиптике). В день летнего солнцестояния солнце проходит через зенит на широте северного тропика, а день зимнего солнцестояния — на широте южного. В эти дни солнце, перемещаясь по эклиптике, максимально удаляется от небесного экватора. Само слово «тропик» произошло от греческого τροπικός (поворот) и связано с «разворотом» движения Солнца от небесного экватора к нему в день солнцестояния.

Если мы посмотрим на современную карту звездного неба, то увидим, что точка летнего солнцестояния на эклиптике лежит на границе созвездий Близнецы, Орион и Телец, а созвездие Рак находится значительно восточнее, на расстоянии 2÷3h (т. е. 30÷45°) по прямому восхождению. То же самое мы увидим и в отношении южного тропика: сегодня точка зимнего солнцестояния располагается в Стрельце, на расстоянии 2h÷3h по прямому восхождению от Козерога. И это не случайно.

Ось Земли, а вместе с ней и земной экватор со своим продолжением, небесным экватором, испытывают прецессию — медленное конусообразное движение вокруг полюса эклиптики. Вызвано это движение гравитационным влиянием Луны и Солнца на экваториальную выпуклость Земли. Вследствие прецессии небесный экватор поворачивается с периодом 25 800 лет в направлении суточного движения светил, а точки его пересечения с эклиптикой (точки равноденствия) перемещаются навстречу видимому годичному движению Солнца по эклиптике со скоростью около 50″ в год, делая более ранними (т. е. предваряя) моменты равноденствий. Слово «прецессия» как раз и происходит от латинского praecessio — предварение.

Вместе с точками равноденствия перемещаются по эклиптике и точки солнцестояния, отстоящие от них на 90°. За 2000 лет это перемещение происходит почти на 30° к западу по прямому восхождению (наклон эклиптики к экватору при этих оценках можно не учитывать, поскольку в областях солнцестояния небесный экватор и эклиптика практически параллельны). Таким образом, 2÷3 тысячи лет назад точки солнцестояний действительно были на территории современных созвездий Рак и Козерог. Разумеется, в древности не существовало нынешних точных границ созвездий, но их традиционные фигуры (астеризмы) были на тех же местах. Поэтому можно заключить, что представление о тропиках сложилось около 2500 лет назад.

2.3. Вакуумный телескоп

Солнечное излучение сильно нагревает трубу телескопа, отчего возникают мощные турбулентные потоки воздуха, портящие изображение Солнца. Вакуумный телескоп лишен этого недостатка.

2.4. Взгляд со стороны

Вторая звезда этой системы — полный аналог нашего Солнца. Следовательно, и Солнце на небе той гипотетической планеты будет иметь блеск около 5,22m. Абсолютная звездная величина Солнца MV = +4,82m, следовательно, расстояние до него (а также от него до Дзеты Сетки) составляет

R = 10 × 10(m − M)/5 = 12,0 пк.

Межзвездным поглощением света на столь ничтожном расстоянии мы, естественно, пренебрегли. Эта оценка расстояния, сделанная методом спектрального параллакса, чрезвычайно точно совпадает с прямым измерением расстояния Дзеты Сетки, полученным методом тригонометрического параллакса (p = 0,0833″±0,0002″, R = 12,01 ± 0,03 пк).

Положение Солнца на небе той планеты определим как диаметрально противоположное положению Дзеты Сетки на нашем небе, т. е. Солнце будет видно в направлении α = 15h 18m, δ = +62° 32′. На нашем небе эта точка находится в созвездии Дракон, недалеко от границы с Большой Медведицей. Поскольку Дзета Сетки недалеко от нас, рисунок ее звездного неба не должен сильно отличаться от нашего. Хотя имена созвездий там, конечно, иные.

Оценим скорости движения звезд в системе Дзеты Сетки. Минимальное расстояние между компонентами составляет L = 12 пк × 5,2′/3438 (это количество минут в радиане) = 0,018 пк = 3700 а. е. Будем считать обе звезды аналогами нашего Солнца. Тогда расстояние каждой от центра массы системы составляет L/2, а центростремительное ускорение — GM⊙/L2. Отсюда найдем орбитальную скорость v:

откуда

Чтобы упростить вычисления, вспомним, что а. е. = 30 км/с — орбитальная скорость Земли. Значит, если L выражена в астрономических единицах, то км/с. При L = 3700 а. е. орбитальная скорость компонентов этой двойной звезды составит 0,35 км/с. И это ее максимальное значение, поскольку из наблюдаемого углового расстояния между компонентами мы нашли их минимальное разделение в пространстве. Значит, независимо от положения компонентов на орбите, лучевая скорость Солнца относительно родительской звезды той планеты будет около +12 км/с.

2.5. Дневные звезды — 1

Разумеется, красота ночного звездного неба днем недоступна. В этом наш астроном прав. Тем не менее, имея телескоп, можно увидеть звезды даже днем! Не все, а лишь наиболее яркие.

Прежде всего давайте подумаем, почему звезды днем не видны? Да просто потому, что небо яркое от рассеянного солнечного света. Если по какой-то причине рассеянный свет ослабнет, например произойдет полное солнечное затмение, то яркие звезды и планеты станут прекрасно видимыми днем. Так же хорошо они видны в открытом космическом пространстве или с поверхности Луны. Почему же рассеянный в атмосфере солнечный свет скрывает их от нас? Ведь свет звезд при этом не ослабевает.

Чтобы понять это, нужно представлять себе механизм нашего зрения. Как известно, объектив глаза (т. е. роговица и хрусталик) создает изображение на задней поверхности глаза, покрытой светочувствительным слоем — сетчаткой, которая содержит большое число специализированных клеток — фоторецепторов, элементарных приемников света. Они передают в мозг информацию о потоке падающего на них света, а мозг синтезирует из этих отдельных сообщений (сигналов) цельную картину увиденного.