Портфолио

Исследование кометы 2010 г. по наблюдениям с космической солнечной обсерватории SOHO

Школьное астрономическое образование кардинально изменилось по сравнению даже с началом ХХI в. К 2010 г. в большинстве российских школ практически исчез обязательный предмет «астрономия», хотя элементы астрономических знаний вошли в новые учебники по физике для основной и старшей школы. Но астрономией учащиеся всех возрастов занимаются не только на уроках. Очень часто они выбирают астрономические темы для проектной и учебно-исследовательской работы, занимаются в астрономических кружках, активно участвуют в астрономических олимпиадах.

Как организовать учебную проектную работу учащихся по астрономии? Одним из способов может являться постоянный мониторинг солнечной активности по данным, получаемым с приборов космической солнечной обсерватории SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) (URL: http://sohowww.nascom.nasa.gov/). Примерная тематика проектных работ: • Исследование корреляции качества полярных сияний с проявлениями солнечной активности и солнечными вспышками в 2009 г. • Доказательство особенностей начала 24-го цикла солнечной активности по приборам SOHO. Рекомендуем посмотреть методику на сайте «Астрономия и Физика. Новые информационные технологии в обучении» c веб-квестом «Наблюдение солнечной активности» (URL: http://gomulina.newhost.ru). Иногда учащимся удаётся получить интересные данные, заранее неизвестные, тогда учебная проектная деятельность и переходит в учебно-исследовательскую работу.

Московская гимназия на Юго-Западе № 1543 в течение нескольких лет проводит изучение солнечной активности, в том числе по наблюдениям с космической солнечной обсерватории SOHO. Астрономию как предмет преподают здесь в полном объёме.

Солнечная активность оказывает влияние на самые разные сферы жизни на Земле, её исследованию и прогнозированию уделяется большое внимание, поэтому довести до школьников, что такое солнечная активность и в чём она проявляется, – большая образовательная задача.

Солнечная активность – это совокупность активных образований (пятен, протуберанцев и т. п.) и нестационарных динамических явлений (вспышек, всплывающих магнитных потоков) в солнечной атмосфере. Каждое из этих явлений оказывает влияние на Землю. В процессе мониторинга солнечной активности в гимназии был выполнен, например, анализ изображений кометы Мак-Нота в 2007 г. при прохождении перигелия, определены её корреляции с земным климатом.

В процессе постоянного мониторинга за наблюдениями с приборов LASCO-С2 и LASCO-С3 (Large Angle and Spectrometric Coronagraph, технология искусственного солнечного затмения), которые постоянно регистрируют изображения пространства около Солнца, можно найти незарегистрированные кометы. В январе 2010 г. такая комета была выявлена школьниками и названа «кометой-2010».

Как организовывалась работа учащихся? Была выдвинута гипотеза: если проанализировать изображения кометы-2010, полученные космической солнечной обсерваторией SOHO, можно сделать выводы о её возможном орбитальном движении и об особенностях. Исходя из сформулированной гипотезы были поставлены следующие задачи: • проанализировать соответствующую научную литературу, посвящённую проблемам движения комет Крейца • изучить изображения кометы-2010 по данным с космической обсерватории SOHO, в частности, с приборов LASCO-С2 и LASCO-С3 • построить эти изображения поэтапно в соответствии с движением кометы • проанализировать данные об орбитальном движении кометы и выяснить, можно ли отнести её к семейству комет Крейца • создать видеофрагменты движения кометы.

В процессе мониторинга в конце 2009 г. и 3 января 2010 г. были выявлены два события, никак не связанные с солнечной активностью, но важные для образовательных целей: • появление на изображениях, полученных приборами LASCO-С2 и LASCO-С3, планеты Венеры • обнаружение кометы, «сгоревшей» в атмосфере Солнца. Учащихся заинтересовало явление падения кометы на Солнце, поэтому часть исследовала именно этот вопрос.

Комета-2010 3 января в 09^ч 54^м (слева) и в 12^ч 06^м (справа) (снимки LASCO-С2)

Коллаж из 5 изображений кометы-2010 (снимки LASCO-С3). Видно, как увеличивается хвост кометы при приближении к Солнцу. Справа – Венера

Коллаж из 8 изображений кометы-2010 (LASCO-С2)

Околосолнечные кометы Крейца – это семейство комет, подлетающих к Солнцу на достаточно близкие расстояния. Это долгопериодические кометы с вытянутыми орбитами и эксцентриситетом, близким к 1. Впервые их взаимосвязь показал астроном Генрих Крейц. За 14 лет наблюдений за Солнцем с помощью обсерватории SOHO было зафиксировано около 1500 комет, из них к семейству комет Крейца отнесли только 83%. Комета-2010 является, по оценкам учащихся, самой крупной за весь период наблюдений, по крайней мере на изображениях она выглядит самой крупной.

Для выяснения возможных особенностей орбиты кометы была поставлена задача оценки её скорости по изображениям, в ходе решения которой было выяснено, что комета принадлежит к семейству комет Крейца, имеет параболическую скорость и принадлежит к Солнечной системе. Затем сделаны обобщающие рисунки в Adobe Photoshop.

Далее анализировались размеры кометы в зависимости от расстояния от Солнца. Было показано, что размеры хвоста увеличивались при приближении к Солнцу. Размерами ядра кометы можно пренебречь, поэтому данные касаются только размеров её видимой части. По мере приближения кометы к Солнцу после 12^ч 06^м её размеры определять было трудно, т. к. комета стала практически невидимой, буквально испарилась. Последние изображения кометы видны на видеофрагменте.

Результаты можно использовать в образовательных целях при обучении астрономии в школах и вузах.

Фото предоставлены автором