Астрономия

Звёздное небо в апреле

1 апреля 2010 г. – 2 455 288-й, а 30 апреля – 2 455 317-й юлианские дни. Солнце в апреле движется по созвездию Рыб и в третьей декаде вступает в созвездие Овна. Солнце в Москве заходит в эти дни соответственно в 20^ч 08^м и 21^ч 20^м по московскому летнему времени. В самых северных районах, за Полярным кругом, наступают белые ночи, граница которых опускается всё южнее и южнее; в конце месяца она уже будет проходить по 60-й параллели. 18 апреля Солнце переходит из созвездия Рыб в созвездие Овна, а 19 апреля – из зодиакального знака Овна в знак Тельца. В последнее воскресенье марта Россия переходит на летнее время, передвигая стрелки всех часов на час вперёд. Кроме того, день стал продолжительнее ночи, по местному среднему солнечному времени темнеть стало позже. Так как астрономические сумерки на широте Москвы длятся свыше часа, то начало астрономических наблюдений приходится на 21^ч 20^м. Поэтому вечерние наблюдения лучше всего проводить с 21^ч 30^м: ещё не слишком поздно (детям можно выходить на улицу) и не слишком рано, так что можно видеть все звёзды.

Итак, выйдя около 21^ч 30^м на улицу и посмотрев на небо прямо над головой, вблизи зенита, мы сразу увидим Большую Медведицу. Если Ковш находится почти точно в зените, то «хвост» Б. Медведицы указывает точно на восток. По направлению, указываемому звёздами β и α Б. Медведицы, находим Полярную звезду и созвездие Малой Медведицы. Рядом со средней звездой ζ (Мицар) в «хвосте» Б. Медведицы (её ещё называют Конём) попытайтесь различить слабенькую звёздочку пятой величины Алькор (Всадник). Расстояние между этими звёздами около 12′, т. е. почти треть диаметра Луны.

Созвездия вблизи зенита

Уже в школьный телескоп почти точно в зените можно различить спиральную галактику М81 (блеск 7,9^m, диаметр около 16′). На хороших фотографиях хорошо видны её сравнительно плотно закрученные спирали. В противовес ей спиральная галактика М101, расположенная в направлении линии, соединяющей Алиот (ε) и Мицар ( ζ ), на расстоянии, примерно равном расстоянию между двумя этими звёздами, имеет хорошо выраженные раскрученные спиральные рукава. Эта галактика слабее (9,6^m) и найти её не так просто. Рядом со звездой η, но уже в созвездии Гончих Псов, расположена знаменитая спиральная галактика М51 – Водоворот (8^m).

Несмотря на большое многообразие галактик, различают всего несколько основных типов: спиральные, как М51, эллиптические, как знаменитая активная галактика М81 в созвездии Девы, и неправильные, как Большое и Малое Магеллановы Облака, похожие на Млечный Путь и наблюдаемые невооружённым глазом в южном полушарии неба. Форму галактик определяют непосредственно по фотографиям. Если удаётся определить расстояние, то легко определяются линейные размеры. Большинство спиральных и эллиптических галактик имеют диаметр около 100 000 св. лет. Так как свечение галактик определяется совокупным свечением всех звёзд в них, то по видимой яркости удаётся определить полное число звёзд в галактике, которое в большинстве случаев составляет примерно 10¹⁰. Массы галактик определяют по скоростям движения звёзд в них. Так, скорость обращения Солнца вокруг центра Млечного Пути на расстоянии 28 000 св. лет составляет 220 км/с. По центростремительному ускорению, используя закон всемирного тяготения, легко показать, что внутри орбиты Солнца сосредоточена масса, равная 10¹¹ солнечным.

Большой интерес представляет оценка возраста галактик. Оценивают по возрасту самых старых входящих в них объектов. Так, в Млечном Пути имеются старые звёздные скопления (возраст 10–12 млрд лет). Легко оценить момент, когда в расширяющейся Вселенной стали образовываться галактики. Действительно, из наблюдаемого разбегания галактик (расширения Вселенной) следует, что когда-то они были рядом, соприкасались, и это был момент их рождения. Если сейчас расстояния между галактиками в 20–30 раз превышает их размеры, то примерно 10–12 млрд лет назад они касались друг друга. То есть можно сказать, что галактики образовались, когда возраст Вселенной составлял 2–3 млрд лет. Напомню, что, по современным представлениям, возраст Вселенной составляет около 13 млрд лет. Наблюдения реликтового излучения, которое образовалось всего через 300 000 лет после «начала Вселенной», указывает на то, что галактики образовались значительно позднее.

Эти предсказания теоретиков поставили перед астрономами грандиозную задачу: исследовать молодую Вселенную, когда её возраст составлял 0,5–2 млрд лет, и попытаться обнаружить предков современных галактик, изучить, на что они были похожи и как из них в дальнейшем образовались Млечный Путь и те галактики, которые мы видим в настоящее время. Трудная задача! Предки находятся на огромном расстоянии (10–12 млрд св. лет), их блеск очень мал, малы и размеры. Для наблюдений нужны телескопы с огромными объективами.

Специально для таких целей в высокогорной международной обсерватории в Чили был построен телескоп «Южный Близнец» (Gemini South) c объективом диаметром 8,1 м; его близнец Gemini North установлен на Гавайских островах. Ниже представлена фотография на фоне вращающегося южного неба. (За время экспозиции 4,5 ч звёзды описали дуги окружностей 67,5° с центром в Южном полюсе мира.)

За 4,5 ч звёзды описали дуги 67,5° с центром в Южном полюсе мира. Телескоп Gemini South.
URL: http://www.gemini.edu

Поиски астрономов оказались удачными. На нижнем снимке справа изображена галактика-«предок», внесённая в каталог под номером 1255-0. Для сравнения слева в том же масштабе приведён снимок спиральной галактики, расположенной рядом с нами. Предок оказался в 10 раз меньше по размерам и очень активным (гиперактивным). Чтобы получить его снимок, потребовалась экспозиция в 29 ч. По красному смещению определили расстояние до галактики 11 млрд св. лет, т. е. луч света от неё до нас идёт 11 млрд лет, да и сам предок жил, когда Вселенной от роду было около 2 млрд лет.

Справа – компактная гиперактивная галактика («дедушка») в сравнении с Млечным Путём («внуком») – слева.
URL: http://www.astronomy.com

По спектру удалось определить скорость звёзд (440 км/с), с которой они обращались вокруг центра галактики. При таких малых размерах масса оказалась огромной – почти 40 млрд солнечных масс! Перед астрономами возникли новые загадки: каким образом в дальнейшем этот маленький предок станет нормальной галактикой, похожей на окружающие нас сейчас, и что представлял собой предшественник предка? Сейчас астрономы готовятся к поиску этих предшественников, ещё более далёких объектов. Возможно, скоро мы увидим, как рождаются галактики.

В школьный телескоп можно разглядеть едва заметное туманное пятнышко 12^m рядом с Мераком (β), – знаменитую планетарную туманность Сова (М97), получившую своё название за сходство с совой.

Одинокая, сравнительно яркая (2,9^m) звезда, расположенная в центре дуги окружности, описываемой тремя звёздами «хвоста» Б. Медведицы – ε, ζ и η, – называется Сердцем Карла II и относится к незаметному созвездию Гончих Псов.

На юге вблизи зенита ярко блистает красивое созвездие Льва. Почти правильная трапеция из четырёх ярких звёзд Регула (α), Денеболы (β), Зосмы (δ) и Альгебы (γ) представляет тело сидящего Льва, а астеризм Серп из звёзд γ, ζ, µ, ε и λ дополняет морду Льва с роскошной гривой. Здесь, около звезды λ, попытайтесь найти спиральную галактику NGC 2903 (около 9^m).

Созвездия над южной частью горизонта (на широте Москвы)

В области зенита, на юго-западе, наблюдаются Кастор (α) и Поллукс (β) – ярчайшие звёзды созвездия Близнецов. Поллукс – холодная, ничем не примечательная оранжевая звезда, а Кастор – одна из самых необычных звёзд. В школьный телескоп легко обнаружить, что Кастор состоит из двух голубых звёзд – Кастор А (2,0^m) и Кастор В (2,9^m), разделённых промежутком 4,1″. Это была первая двойная звезда, у которой известный астроном В. Гершель в 1804 г. обнаружил орбитальное движение с периодом 341 г. Действительное расстояние между этими звёздами 76 а. е. На расстоянии 73″ от этой пары видна звёздочка 9m – Кастор С. Если первые две звезды – горячие гиганты, то Кастор С – маленькая холодная красноватая звезда на расстоянии не менее 960 а. е. от первых двух. Так как явного орбитального движения этой звезды не было обнаружено, то, по оценке, её период обращения свыше нескольких десятков тысяч лет. И что самое удивительное, все три звезды являются тесными двойными, их двойственность определена по периодическим изменениям положений спектральных линий в их спектрах. Так что Кастор – шестикратная система.

Между Львом и Близнецами находится ничем не примечательное созвездие Рака. Хотя оно и состоит из слабых звёзд, попытайтесь найти его, т. к. оно является зодиакальным и известно с древнейших времён. Отличительной особенностью этого созвездия является наличие небольшого туманного пятнышка 3,7^m – рассеянного скопления звёзд Ясли. В античные времена астрологи придавали большое значение этому созвездию и этой туманности. Халдейские астрологи, а позднее и греки, уверяли, что именно через эти тёмные ворота сходили души с неба, чтобы воплотиться в зарождающиеся человеческие существа.

Имеется много и правдоподобных историй. Так, ряд учёных считает, что древние китайцы называли Рака, а точнее звёздное скопление Ясли, нагромождением трупов – кучей мёртвых тел. Поскольку большинство названий созвездий пришло к нам из Китая, не исключено, что египтяне потом поместили в этом месте Рака как символ разрушения и смерти, потому что это животное питается трупами. У древнеримского учёного Плиния Старшего написано: «В знаке Рака есть две маленькие звезды, называемые Ослятами, на небольшом расстоянии между ними <...> маленькое облачко, называемое Яслями». Двумя Ослами были звёздочки δ и γ. Арабы также называли эту группу аль-малаф – вязанка сена (которую вешают ослу на шею).

В античные времена очень внимательно относились к наблюдениям этой туманности, точно так же, как к наблюдению Плеяд и Гиад. Её ослабление или исчезновение служило метеорологической приметой скорого дождя. Диаметр этого звёздного скопления составляет 90′, блеск около 5^m. Оно хорошо видно в бинокль, а в хороший телескоп в нём можно насчитать около 600 молодых и горячих звёзд. Возраст этого звёздного скопления оценивается в 400 млн лет. По сравнению с Солнцем (4,5 млрд лет) скопление Ясли – дитя.

На юго-востоке восходит созвездие Девы, его ярчайшая звезда Спика только что поднялась над горизонтом. В этом созвездии сейчас находится Сатурн. По созвездиям Девы, Льва, Рака, Близнецов и Тельца, а также по Луне и Сатурну можно проследить за расположением эклиптики на небесной сфере.

Низко над горизонтом, на северо-западе, ещё виден Орион с красноватой Бетельгейзе (α) и блестящим Ригелем (β). Левее вот-вот зайдёт Сириус – α Большого Пса. Над ним блистает Процион – α Малого Пса.

С юго-востока на юг почти вдоль горизонта тянется созвездие Гидры. Небольшая кучка из нескольких звёзд, находящаяся под созвездием Рака, – астеризм Голова Гидры.

Если посмотреть на небо над северной стороной горизонта, то в нижней кульминации мы увидим созвездие Цефея и часть созвездия Лебедя с ярким Денебом (α). Хотелось бы вспомнить описание Цефея из учебника астрономии IV в. до н. э. Автор учебника Арат [1] пишет (называя Цефея Кефеем):

…Многострадальной семье Иасида Кефея нисколько
Не угрожает безвестье – ведь имя их, следом за ними,
На небеса перешло: сказалось родство с громовержцем.
Вот почему позади Киносуры-Медведицы виден
Руки простёрший Кефей. От края хвоста Киносуры
Можно прямые черты протянуть к кефеевым стопам,
Равные с третьей чертой, от стопы до стопы пробежавшей.
Стоит слегка отвести от кефеева пояса взоры,
И обретёшь начальный изгиб извитого Дракона.
Перед Кефеем влачит обращение Кассиопея…

Созвездия над северной частью горизонта (на широте Москвы)

История сохранила научные споры относительно правильности описания созвездия Цефея и его положения на небе. Так, согласно Гиппарху (II в. до н. э.) линии, о которых говорит Арат в 5-й, 6-й и 7-й цитированных строках, не образуют равностороннего тре­угольника, потому что расстояние между ногами Кефея меньше двух других сторон. Учитывая мнение Гиппарха, известный астроном и переводчик Арата Цезарь Германик, живший в I в. до н. э., исправил Арата, заменив эти строки следующими:

…От левой ноги и от правой
Равно звезда отстоит, что Медведицы хвост завершает.
Меньше, чем путь до неё, расстояние между ступнями.

Осталось и нам убедиться в правильности этих споров. Напомню, что Киносурой называется созвездие М. Медведицы, под «хвостом» которой и находится Цефей.

Начинает подниматься над горизонтом самая яркая звезда летнего неба Вега (α Лиры). Здесь же, на северо-востоке, над Вегой, можно увидеть астеризм Голова Дракона. Сам Дракон извивается между М. и Б. Медведицами. На востоке уже высоко поднялся Волопас с ярким Арктуром.

На юго-западе заходят Андромеда и Овен. Вытянутая цепочка звёзд Андромеды указывает на созвездие Персея. Между Персеем и Цефеем хорошо заметна группа звёзд созвездия Кассиопеи.

Планеты

Меркурий движется по созвездию Овна, 9 апреля достигая максимальной восточной элонгации в 19° к востоку от Солнца. Наступает период лучшей вечерней видимости Меркурия в этом году, блеск меняется от –1^m в начале месяца до 1^m в середине. В дальнейшем он скроется в лучах Солнца.

16 апреля узкий серп молодой Луны пройдёт в 1° севернее Меркурия. Постарайтесь увидеть планету в лучах вечерней зари. Говорят, Коперник мечтал увидеть Меркурий, но так и не увидел.

Венера движется по созвездию Овна и Тельца, блеск –3,8^m. В первой половине месяца она находится рядом с Меркурием и видна в течение 2–2,5 ч в лучах вечерней зари.

Марс движется по созвездию Рака и хорошо виден с вечера до 3^ч утра, блеск около 0,5^m.

Юпитер движется по созвездию Водолея, поэтому не виден.

Сатурн движется попятно по созвездию Девы, блеск около 0,7^m. Он хорошо виден всю ночь. Стоит понаблюдать эту планету с красивейшим кольцом, тем более что в это время вокруг него летает космическая станция «Кассини», исследующая Сатурн, его кольца и многочисленные спутники. Возможно, вам удастся увидеть самый большой спутник Титан с мощной азотной атмосферой.

Уран движется по созвездию Рыб, недалеко от Юпитера, поэтому в апреле не виден.

Нептун движется по созвездию Водолея и тоже не виден.

Метеоры

Сагиттиды-1, период активности с 19 по 23 апреля, без отчётливого максимума.

 

Литература

1. Арат. Явления: сб. // Небо, наука, поэзия. Античные авторы о небесных светилах, об их именах, заходах планет и приметах погоды / Под ред. Н.А. Фёдорова и П.В. Щеглова. М.: Изд-во МГУ, 1992. 208 с.
2. Школьный астрономический календарь на 2009/2010 уч. г.: уч. пособие для учащихся 7–11 кл. /Авт.-сост. М.Ю. Шевченко, О.С. Угольников. М.: Дрофа, 2009. 95 с. Вып. 60.

---

Звёздные карты и описания звёздного неба даются примерно на 22^ч 15 апреля в Москве.