Дневная астрономия

Дневная астрономия

Все знают что астрономические наблюдения проводятся под покровом темноты, желательно вдали от яркой городской засветки. Тем не менее на небе можно увидеть много интересного даже при ярком солнечном свете. И это не только Солнце. Днем превосходно видно Луну, а при определенной сноровке можно разглядеть и сфотографировать даже некоторые планеты и космические аппараты! В статье много дневных фото и видео с различными небесными объектами.


Луна и Венера при дневном свете. Источник: Astronomy Picture of the Day, автор: David Cortner.

Я постарался сослаться на авторов всех найденных мною для статьи снимков. Авторов видеороликов с YouTube видно в самом YouTube. Там где автор не указан, использованы мои собственные фото.

Солнце

Наиболее очевидный объект для дневных наблюдений это Солнце, ведь ночью его не видно. Смотреть на Солнце можно лишь через плотный светофильтр, иначе вы испортите зрение. Можно самостоятельно изготовить фильтр используя специальную пленку, или купить готовый стеклянный фильтр. В редких случаях атмосферная дымка формирует естественный фильтр и можно разглядеть крупные пятна даже невооруженным глазом. На этом фото ниже и левее центра диска видна группа солнечных пятен AR 2396.

Ну а в небольшой телескоп с фильтром солнечные пятна выглядят вот так:

С помощью несложных манипуляций в графическом редакторе можно выявить незаметные глазу факелы — светлые структуры окружающие пятна.

Вверху снимка для демонстрации масштаба я добавил изображение Земли и Луны с соблюдением всех пропорций (диаметр и взаимное расстояние).

Многие даже не догадываются что Луна хорошо видна днем. Ее можно видеть почти каждый день, кроме дат близких к новолунию и полнолунию. Растущая Луна видна во второй половине дня, убывающая — в первой. Сейчас как раз хорошие условия видимости убывающей Луны, вы легко заметите ее утром по дороге на работу. Сфотографировать дневную Луну можно даже на мобильник:

Или на цифромыльницу:

В телескоп лунные кратеры видны и днем, а фотографии на фоне синего неба выглядят даже красивее ночных со скучным черным фоном.

Сделав несколько снимков с интервалом в сутки, можно увидеть не только смену фаз но и либрации.

A video posted by @lunogram on Aug 15, 2014 at 9:05am PDT

А вот рекордный снимок самого узкого лунного серпа, сделанный фотографом Тьерри Лего:

Во время съемки Луна была всего в четырех градусах от Солнца. Для защиты от засветки фотографу пришлось соорудить вот такое приспособление:

Ну и наконец, говоря о Луне, как не вспомнить солнечные затмения во время которых Луна проходит перед нашим главным дневным светилом.

Больше снимков недавнего затмения можно найти в моей статье Смотрим солнечное затмение вместе.

Венера

Дневную Венеру увидеть сложнее чем Луну. На первом фото в статье видно что ее поверхность значительно ярче поверхности Луны, но ее размеры малы и невооруженным глазом вы лишь увидите белую точку. Чтобы увидеть Венеру днем, выясните ее текущее положение в Stellarium или любом другом приложении-планетарии. В большинстве случаев, она будет находиться в 20-50 градусах западнее или восточнее Солнца. Встаньте так чтобы какое-нибудь здание закрывало от вас Солнце но оставляло видимым участок неба где находится Венера. Если захотите воспользоваться биноклем или телескопом, будьте осторожны. При поисках планеты всегда оставайтесь в тени чтобы случайно не посмотреть на Солнце. За несколько недель до или после нижнего соединения серп Венеры виден лучше всего (а сейчас как раз такое благоприятное время).

Узкий серп настолько ярок что просвечивает сквозь легкие облака, что хорошо видно на видеороликах ниже.

A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 4:56am PDT

Читать еще:  Беломорит – магические и лечебные свойства камня

A video posted by @lunogram on Aug 30, 2015 at 5:02am PDT

Юпитер

Юпитер находится гораздо дальше от Солнца. Увидеть его днем невооруженным глазом невероятно трудно, он значительно тусклее Венеры.


Соединение Юпитера и Венеры. Источник: spaceweathergallery.com автор: Francisco Diego.

По поверхностной яркости он больше похож на серп Луны.


Источник: Sky and Telescope, автор: Gary Seronik.

Тем не менее некоторым фотографам удается сделать дневной снимок на котором видны детали поверхности Юпитера и даже его спутники:

Источник: Stargazers Lounge, автор: Steve Ward.

Изредка, во времена великих противостояний, Марс сияет столь же ярко как Луна Юпитер. Правда во время противостояний Марс не виден днем — он восходит с заходом Солнца и садится на рассвете. Поэтому днем его можно засечь лишь вот в таком виде:


Источник: spaceweathergallery.com автор: Филип Романов.

Меркурий

Наблюдения Меркурия осложняются тем что на небосводе он редко удаляется от Солнца на комфортное угловое расстояние. Попробуйте найти Меркурий на этом снимке.


Венера и Меркурий. Автор: Emil Ivanov.

Если не получается, по клику открывается фото большего размера.

Хороший шанс увидеть Меркурий днем будет 9 мая 2016 года, в этот день планета пройдет по диску Солнца. Интересный факт — 26 июля 69163 года Меркурий и Венера совершат совместный транзит по Солнцу. Предыдущий одновременный транзит был в 373 173 году до н. э.

Искусственные спутники

Я уже писал что МКС не уступает по яркости Венере, следовательно ее тоже можно увидеть днем. Днем она выглядит как белая точка плывущая в синем небе. А если использовать телескоп с моторизованной монтировкой и специальный софт для отслеживания спутников, можно заснять ее на видео во всей красе.

Иногда МКС пролетает близко от Луны или даже пересекает ее диск. В этом случае увидеть и заснять ее гораздо проще так как Луна будет заметным ориентиром.

А вот пролет близ Венеры:


Источник: Astronomické události.

Если МКС пролетит на фоне солнечного диска, ее темный силуэт можно увидеть используя те же средства что и для наблюдения солнечных пятен.

Этот же пролет на видео:

A video posted by @lunogram on Apr 28, 2015 at 12:53am PDT

Предсказания пролетов МКС вблизи других небесных объектов можно получить на сайте calsky.com.

Вспышки Иридиумов могут в несколько раз превосходить по яркости МКС, правда длятся они лишь несколько секунд.

Если вы ничего не разглядели, откройте видео в полноэкранном режиме.

Дипскай

Это кажется невероятным, но используя H-alpha фильтр можно сфотографировать яркую туманность при свете Солнца. Я собрал анимацию из серии снимков M42. Первый снимок (тот где видно больше всего деталей) сделан на восходе, последний — через сорок минут после восхода.

Что такое астрономические наблюдения?

Существуют свидетельства, позволяющие предположить, что элементарными знаниями о движении Луны и Солнца люди обладали еще в доисторическую эпоху. Труды Гиппарха и Птолемея свидетельствуют, что знания о светилах были востребованы и в Античности, им уделялось много внимания. Для того времени и еще длительного периода после астрономические наблюдения представляли собой изучение ночного неба и фиксацию увиденного на бумаге или, проще говоря, зарисовку.

До эпохи Возрождения помощниками ученых в этом деле были лишь самые простые приборы. Значительный объем данных стал доступен после изобретения телескопа. По мере усовершенствования его увеличивалась точность получаемой информации. Однако на каком бы уровне ни был технический прогресс, астрономические наблюдения – это основной способ сбора информации о небесных объектах. Интересно, что это также одна из областей научной деятельности, в которой не потеряли актуальности методы, применявшиеся в эпоху до научного прогресса, то есть наблюдение невооруженным глазом или при помощи простейшего оборудования.

1. Телескопы

Основным астрономическим прибором является телескоп.

Назначение телескопа — собрать как можно больше света от исследуемого объекта и (при визуальных наблюдениях) увеличить его видимые угловые размеры.

Читать еще:  Гороскоп на март 2021 Рыбы

Основной оптической частью телескопа служит объектив, который собирает свет и создает изображение источника.

Если объектив телескопа представляет собой линзу или систему линз, то телескоп называют рефрактором (рис. 2), а если вогнутое зеркало — то рефлектором (рис. 3).


Рис. 2. Телескоп-рефрактор


Рис. 3. Крупнейший в мире телескоп-рефлектор, диаметр зеркала которого 6 м (СССР)

Собираемая телескопом световая энергия зависит от размеров объектива. Чем больше площадь его поверхности, тем более слабые светящиеся объекты можно наблюдать в телескоп.

В рефракторе лучи, пройдя через объектив, преломляются и образуют изображение объекта в фокальной плоскости (рис. 4, а). В рефлекторе лучи от вогнутого зеркала отражаются и потом также собираются в фокальной плоскости (рис. 4, б). Изображение небесного объекта, построенное объективом, можно либо рассматривать через линзу, называемую окуляром, либо фотографировать.


Рис. 4. Схемы хода лучей в телескопах: а — рефрактор; б — рефлектор; в — менисковый телескоп

При изготовлении объектива телескопа стремятся свести к минимуму все искажения, которыми неизбежно обладает изображение объектов. Простая линза сильно искажает и окрашивает края изображения. Для уменьшения этих недостатков объектив изготовляют из нескольких линз с разной кривизной поверхностей и из разных сортов стекла. Поверхности вогнутого стеклянного зеркала, которая серебрится или алюминируется, придают для уменьшения искажения не сферическую, а параболическую форму.

Советский оптик Д. Д. Максутов разработал систему телескопа, называемую менисковой. Она соединяет в себе достоинства рефрактора и рефлектора. По этой системе устроена одна из моделей школьного телескопа. Тонкое выпукло-вогнутое стекло — мениск — исправляет искажения, даваемые большим сферическим зеркалом. Лучи, отразившиеся от зеркала, отражаются затем от посеребренной площадки на внутренней поверхности мениска и идут в окуляр (рис. 4,в), роль которого выполняет короткофокусная линза. Существуют и другие телескопические системы.

Телескоп увеличивает видимые угловые размеры Солнца, Луны, планет и деталей на них, а также видимые угловые расстояния между светилами, но звезды в любой телескоп из-за огромной удаленности видны лишь как светящиеся точки.

В телескопе получается обычно перевернутое изображение, но это не имеет никакого значения при наблюдении космических объектов. Введение добавочных линз в окуляр делает телескоп подзорной трубой, дающей прямые изображения, но при этом теряется часть света.

При наблюдениях в телескоп редко используются увеличения свыше 500 раз. Причина этого — воздушные течения, вызывающие искажения изображения, которые тем заметнее, чем больше увеличение телескопа.

Самый большой рефрактор имеет объектив диаметром около 1 м. Диаметр вогнутого зеркала самого большого в мире рефлектора — 6 м. Этот телескоп изготовлен в СССР и установлен в горах Кавказа. Он позволяет наблюдать звезды, в десятки миллионов раз более слабые, чем видимые невооруженным глазом.

2. Особенности астрономических наблюдений

В основе астрономии лежат наблюдения, производимые с Земли и лишь с 60-х, годов нашего века выполняемые также из космоса — с автоматических и пилотируемых станций. Наблюдения в астрономии, играя такую же роль, как опыты в физике и химии, имеют ряд особенностей.

Первая особенность состоит в том, что астрономические наблюдения в большинстве случаев пассивны по отношению к изучаемым объектам. Мы не можем активно влиять на небесные тела, ставить опыты (за исключением редких случаев), как это делают в других естественных науках. Лишь использование космических аппаратов дало возможность проводить непосредственные исследования на Луне и ближайших планетах.

Кроме того, многие небесные явления протекают столь медленно, что наблюдения их требуют громадных сроков; так, например, изменение наклона земной оси к плоскости ее орбиты становится хорошо заметным лишь по истечении сотен лет. Поэтому для нас не потеряли своего значения некоторые наблюдения, производившиеся тысячи лет назад, хотя они и были, по современным понятиям, очень неточными.

Вторая особенность. Мы наблюдаем положение небесных тел и их движение с Земли, которая сама находится в движении — вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца. Однако мы, описывая движение небесных тел по отношению к земному наблюдателю, нередко считаем его неподвижным. Например, говорим о восходе и заходе светил, хотя известно, что это происходит вследствие вращения Земли, о годичном движении Солнца по созвездиям, хотя оно является следствием обращения Земли вокруг Солнца. Кроме того, из-за движения Земли вид неба для земного наблюдателя в течение года изменяется. Он зависит не только от того, в каком месте Земли находится наблюдатель, но и от того, в какое время суток и года он наблюдает. Например, когда у нас зимний день, в Южной Америке летняя ночь, и наоборот. Есть звезды, видимые лишь летом или зимой.

Читать еще:  Что наблюдать: максимум Геминид 13 и 14 декабря

Третья особенность астрономических наблюдений связана с тем, что все светила находятся от нас очень далеко, так далеко, что ни на глаз, ни в телескоп нельзя решить, какое из них ближе, какое дальше. Все они кажутся нам одинаково далекими. Поэтому расстояние между объектами на небе (например, между звездами) измеряют углом, образованным лучами, идущими к объектам из точки наблюдения (рис. 5). Такое расстояние называется угловым и выражается в градусах и его долях. При этом считается, что две звезды находятся недалеко друг от друга на небе, если близки направления, по которым мы их видим (например, звезды А и И В, см. рис. 5). Возможно, что третья звезда С, на небе более далекая от C, в пространстве к А ближе, чем звезда В.


Рис. 5. Угловые измерения на небе высота светила над горизонтом

Угловое расстояние светила от горизонта h (см. рис. 5) называется высотой светила над горизонтом.

Высота светил отсчитывается от 0° (светило находится на горизонте) до 90° (светило над головой). Положение светила относительно сторон горизонта (стран света) указывается с помощью второго угла, который называется азимутом и меняется в пределах от 0 до 360° (отсчет ведется от юга по ходу часовой стрелки).

Измерения высоты светила и его азимута выполняют специальными угломерными оптическими инструментами — теодолитами.

Для приближенной оценки угловых расстояний на небе полезно знать, что угловое расстояние между двумя звездами «ковша» (α и β, см. рис. 7) Большой Медведицы равно примерно 5°.

Видимые размеры небесных объектов также можно выразить в угловых единицах. Например, диаметры Солнца и Луны в угловой мере примерно равны 0,5°.

О том, как определяют на основании угловых измерений линейные расстояния до небесных тел и их линейные размеры, вы узнаете из § 12.

3. Ваши наблюдения. Для лучшего усвоения астрономии вы должны как можно раньше приступить к наблюдениям небесных явлений и светил. Подробные указания к наблюдениям и использованию подвижной карты звездного неба, имеющейся в учебнике, даны в приложениях VI и VII.

Карты, программы и прочее

Если Луну можно найти на небе без всяких «шпаргалок», то с другими объектами дело обстоит сложнее. Для ориентировки на звездном небе желательно ознакомиться с картами звездного неба — печатными или электронными. Среди печатных изданий для начинающих подойдет «Школьный астрономический календарь», а среди электронных — интерактивные карты на сайте «Астронет»

Особое место среди подобных источников информации занимают так называемые «виртуальные планетарии». Это программы, которые позволяют получать изображение звездного неба в нужное время из нужного места. Среди таких программ можно отметить Red Shift, Celestia, Starry Night и другие. Например, Red Shift позволяет моделировать звездное небо на несколько тысячелетий вперед и назад, при этом с потрясающей точностью создавать живописное изображение, выдавать информацию о любом объекте.

Как видите, наблюдение звездного неба дело не такое уж и сложное, зато очень интересное. Есть, конечно, и ряд сложностей, но все они преодолимы, если подойти к проблеме творчески.

И если эта статья способствовала тому, что вы хоть один лишний раз посмотрите на небо, то мою задачу можно считать выполненной. Успехов в наблюдениях и ясного звездного неба над головой!

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector