Расширяя границы Вселенной: История астрономии в задачах - Гусев Евгений Иванович. Страница 49
5.80. Это были интуитивные соображения, основанные на принципе пропорциональности (см. задачу 5.79).
5.81. Наши современники уже давно привыкли к движению искусственных спутников Земли, которые перемещаются по земному небосводу так же, как Фобос на небе Марса: они обычно восходят на западе и заходят на востоке. Это свойство всех искусственных спутников, движущихся по орбитам в направлении вращения Земли (а таких спутников абсолютное большинство) на высоте меньшей, чем высота геостационарной орбиты (а только такие спутники и видны невооружённым глазом).
5.82. Слово «если» в цитате, скорее всего, свидетельствует о том, что затмения в те далёкие времена предсказывать не умели. Приведённая запись есть не что иное, как руководство к наблюдениям, во время которых полагается фиксировать все обстоятельства астрономического явления. Накопленные данные использовались для попыток прогноза будущих явлений. Отсюда берут начало как астрономия, так и астрология.
5.83. Предсказание солнечных затмений для определённого места на поверхности Земли представляет сложную задачу (вообще, теория движения Луны — одна из самых сложных задач небесной механики). Если рассматривать историю про астрономов Хи и Хо не как легенду, а как описание реальных событий, то совершенно очевидно, что пострадали они незаслуженно: причиной неверного прогноза было не пьянство (настоящие астрономы не пьют!), а недостаточно высокий уровень небесной механики в Древнем Китае, равно как и в других странах в ту далёкую эпоху.
5.84. Галлей наблюдал внутреннюю корону Солнца. Полной уверенности в принадлежности наблюдаемой «атмосферы» Луне у Галлея не было. В качестве второго возможного варианта происхождения явления он рассматривал Солнце.
5.85. Несмотря на неудачные условия наблюдения, Юнг подметил интересное явление. Причиной неполной темноты в момент полной фазы солнечного затмения главным образом является рассеяние солнечного света в земной атмосфере: свет из областей полутени проникает в область тени, поскольку её размер (около 200 км) сравним с толщиной земной атмосферы. Дополнительными источниками света служат также свечение солнечной короны, пепельный свет Луны и свечение ночного неба: суммарный свет звёзд, межзвёздного и межпланетного вещества, а также собственное свечение земной атмосферы.
5.86. Впервые наблюдавшийся Юнгом «спектр вспышки», как назвал это явление английский астроном Норман Локьер (1836–1920) — это спектр излучения солнечной хромосферы, который удаётся заметить лишь во время полных солнечных затмений благодаря тому, что Луна во время полной фазы затмения закрывает собой яркие слои фотосферы. В спектре вспышки даже с помощью бесщелевых спектрографов можно наблюдать большое количество хромосферных эмиссионных линий. Движение края Луны, закрывающего хромосферу, позволяет определить изменение с высотой хромосферной эмиссии с лучшим пространственным разрешением, чем это возможно с помощью самых совершенных изображений. Уже сам Юнг после первого наблюдения указал, что «слой этот имеет в толщину, по — видимому, лишь несколько менее 1600 километров, и движение Луны очень скоро скрывает его».
Далее Юнг пишет:
«Наблюдение, сделанное автором в 1870 году и описанное выше, получило блестящее подтверждение со стороны фотографии во время полного затмения 1896 года. Шэклтон, фотограф английской экспедиции на станции Новая Земля (единственная экспедиция, которая не была расстроена дурной погодой) получил в критический момент мгновенный фотографический снимок при помощи «призматической камеры“. Это просто камера с двумя большими призмами впереди её оптического стекла. Никакого коллиматора здесь не употребляется. Это фотографический, спектроскоп без щели“.
Когда луна всё более и более надвигается на солнце, она оставляет незакрытым крайне узкий серп. Серп этот сам по себе действует подобно щели обыкновенного спектроскопа. Фотографические снимки, полученные с таким инструментом непосредственно перед полной фазой затмения, совершенно похожи на обыкновенный солнечный спектр. Отличие заключается лишь в том, что тёмные фраунгоферовы линии заменяются тёмными серпами. Это, так сказать, негативные изображения ещё не покрытой части солнечного диска. Скоро, однако, фотосфера исчезает. Остаётся серп, гораздо более бледный, который есть не что иное, как солнечная атмосфера. Если наблюдение 1870 года было правильно, то полученный фотографический снимок должен дать ряд ярких изображений на месте прежних тёмных. Так оно и оказалось»
(Юнг, 1914, с. 72–73).
5.87. Автором описанного наблюдения был английский астроном Фрэнсис Бейли (1774–1844), по имени которого явление получило название «чёток Бейли». Это явление возникает в момент касания краёв дисков Луны и Солнца во время полного солнечного затмения, когда лучи Солнца проходят между горами на краю лунного диска. На вид чёток также оказывает влияние явление иррадиации света, связанное в физиологией нашего зрения.
5.88. Описано наблюдение хромосферы. Её цвет определяется излучением красной водородной линии Нα (λ=656 нм).
5.89. Они видели протуберанцы на краю солнечного диска.
5.90. Пояснение этого явления содержится в заключительной части цитаты из Клейна:
Зависит он [красноватый оттенок] от того, что незначительное количество солнечных лучей, проскользнувши около поверхности нашей планеты и преломившись в земной атмосфере, проникает внутрь тени и падает на Луну. Проходя через плотный слой атмосферы, солнечный свет становится красноватым. Этим объясняется великолепная розовая окраска, какую приобретает наше земное небо в часы утренней и вечерней зари.
5.91. Эта гипербола (в литературном смысле) Ньютона относится к судьбе комет.
5.92. Римский философ Луций Анней Сенека (ок. 4 до н.э. — 65 н.э.).
5.93. Пророческие слова о кометах как движущихся космических объектах написаны римским поэтом Манилием, жившим ещё раньше Сенеки, более двух тысяч лет назад.
5.94. Ньютон представлял себе «межпланетный эфир» как инертную, неподвижную среду, окружающую Солнце. Эта среда возмущалась влиянием самой кометы и только в том месте, где находилась комета (подобно раскалённой кочерге, сунутой в снег и вызывающей вырывающуюся из отверстия струю пара). В современной физике понятие эфира отвергнуто. Но межпланетная среда действительно существует: в основном это выброшенная Солнцем замагниченная плазма («солнечный ветер»), с большой скоростью удаляющаяся от него независимо от присутствия кометы. Испарившееся с поверхности кометного ядра вещество отталкивается в направлении от Солнца давлением солнечного ветра, действующего на ионизованные атомы и молекулы газа, а также давлением солнечного света, действующего на мелкие твёрдые частицы (пылинки) кометного вещества.
5.95. Кометы, как и все объекты Солнечной системы, движутся, подчиняясь законам Кеплера, а в более широком смысле — законам механики. В конце XIX века ещё не было известно, что орбиты комет — эллипсы, хотя у некоторых из них эксцентриситеты очень близки к единице. «Вольности» в движении комет связаны с неучтёнными гравитационными возмущениями со стороны планет, а также с действием негравитационных сил, например, реактивного давления испаряющихся с поверхности ядра газов. Изменение внешнего вида комет определяется действием Солнца и физическими процессами в их ядрах.
5.96. Комета теряет своё вещество в основном вблизи перигелия, проходя рядом с Солнцем. Поэтому блеск периодических комет уменьшается с течением времени по мере истощения их вещества. Чем реже комета возвращается к Солнцу, тем медленнее она теряет вещество. Поэтому яркие кометы — это объекты с большими периодами обращения.
5.97. Подобные кометы, тесно приближающиеся к Солнцу, теперь называют царапающиvи кометами. Например, комета 1965 г. Икейя—Секи тоже обогнула Солнце вблизи его поверхности и не изменила своей орбиты. После прохождения перигелия у неё появился гигантский хвост.