Астрономия для "чайников" - Стивен Маран

 Зарисуйте схему движения солнечных пятен по мере совершения Солнцем одного полного оборота, который оно делает от 25 дней (на экваторе) до примерно 35 дней (на полюсах). Да, Солнце на разных широтах вращается с разными скоростями; это одна из многих его тайн и неожиданных свойств.

Сами посчитайте солнечные пятна

Вычисляйте свое собственное количество солнечных пятен для каждого дня наблюдения по следующей формуле:

R = 10g + s

где R — это количество "ваших" солнечных пятен, g — количество групп солнечных пятен, которые вы видите на Солнце, a s — общее количество солнечных пятен, которое вы подсчитали, включая пятна в группах.

Одни солнечные пятна кажутся изолированными одно от другого и находятся в различных местах солнечного диска, а другие — расположены рядом. Пятна, расположенные рядом в одном месте солнечного диска, называются группой. А пятно, которое находится отдельно от других, считается как собственная группа (обоснования такого метода подсчета могут быть самыми разнообразными, но именно его используют на протяжении уже многих лет).

Рассмотрим это на примере. Предположим, вы различили пять солнечных пятен; три из них расположены рядом в одном месте Солнца, а еще два достаточно отдалены одно от другого. Это значит, что вы обнаружили три группы солнечных пятен (группа, состоящая из трех близлежащих пятен, и две группы, каждая из которых содержит по одному пятну), поэтому g = 3. А количество отдельных пятен — 5, т. е. s = 5. Тогда

R = 10 × 3 + 5;

R = 30 + 5;

R = 35.

Подсчет официального количества солнечных пятен

В один и тот же день разные наблюдатели получают различные значения количества собственных солнечных пятен. Причем, чем лучше условия наблюдения и телескоп и живее воображение, тем больше солнечных пятен вы получите. Скажем, вы получили R = 35, а ваш сосед — только R = 22. По количеству солнечных пятен вы не только не отстаете от соседа, но и опережаете его! Ура!

Официальные астрономические организации, которые сводят все данные в таблицы и усредняют отчеты множества различных обсерваторий, знают по опыту, что одни наблюдатели получают достаточно низкие значения (как ваш сосед), потому что просто не могут увидеть так много пятен, а другие далеко опережают всех остальных по своим значениям. Учитывая этот опыт, официальные организации присваивают некоторый коэффициент каждой обсерватории или наблюдателю и учитывают это в будущих подсчетах, чтобы усреднить отчеты и получить наилучшую оценку количества солнечных пятен каждый день.

 Если вы хотите узнать профессионально определенное количество солнечных пятен, посетите Web-сайт Национальной солнечной обсерватории (National Solar Observatory) по адресу www.sunspot.noao.edu/IMAGES/sunspot_numbers.html.

Изображения Солнца в Web

 В Web можно найти самые последние или недавние профессиональные фотографии солнечного диска и солнечных пятен (то, что астрономы называют фотографией в белом свете; весь видимый свет Солнца — это белый свет). Очень хороший в этом отношении сайт итальянской астрофизической обсерватории в Катании по адресу http://woac.ct.astro.it/. Астрономы этой обсерватории называют количество солнечных пятен числом Вульфа в честь знаменитого астронома, занимавшегося изучением Солнца. На этом сайте есть таблицы количества солнечных пятен и их групп, а также фотографии Солнца. Изучая эти фотографии, вы попрактикуетесь в определении групп и подсчете солнечных пятен.

 Когда вы станете опытным астрономом и научитесь фотографировать в телескоп небесные объекты, попробуйте сфотографировать также Солнце. Надеюсь, вас вдохновят снимки, сделанные в обсерватории Маунт-Вилсон, в которой занимаются фотографированием Солнца с 1905 года. Оцените потрясающую фотографию силуэта самолета на фоне пятнистого Солнца, а также фотографию самой большой группы солнечных пятен изо всех, когда-либо сфотографированных, начиная с 7 апреля 1947 года. Если вам повезет настолько, что вы увидите группу солнечных пятен размером хотя бы в половину этой, то, вероятно, она будет видна через солнечный фильтр и телескоп вам даже не понадобится. Фотографии Солнца в белом свете, сделанные в обсерватории Маунт-Вилсон, можно посмотреть по адресу http://physics.use.edu/solar/direct.html.

Но иногда небо Италии укрыто облаками, так что придется искать другое место, где есть профессиональные фотографии всего солнечного диска. Можно посетить, например, Web-сайт Австралийского агентства космической погоды (http://www.ips.oz.au/index.php). Если термин "белый свет" явно не указан, ищите изображение, в названии которого есть буквы GONGWL. Они расшифровываются так: GONG — это проект, который проводят астрономы всего мира, занимающиеся изучением Солнца, a WL— означает "белый свет". Заметим, что в рамках этого проекта регулярно получают новые результаты.

 На самом деле астрономы изучают Солнце при всех видах освещения, а не только в белом свете. Эти исследования включают фотографии, сделанные в ультрафиолетовом, в крайней части ультрафиолетового и в рентгеновском диапазоне; все эти виды излучения невидимы для глаза и фактически задерживаются атмосферой Земли. Поэтому подобные фотографии сделаны с помощью телескопов, установленных на искусственных спутниках, вращающихся вокруг Земли на большой высоте, или космических аппаратов, находящихся далеко от Земли и вращающихся вокруг Солнца, как и Земля. Изображения Солнца, сделанные с помощью спутников и множества других телескопов, находящихся на поверхности Земли, можно найти на Web-сайте NASA "Текущие изображения Солнца" по адресу http://umbra.nascom.nasa.gov/images/latest.html.

 Если у вас достаточно широкий канал в Internet, который позволяет смотреть видеоролики через Web, посмотрите сделанный с помощью спутника SOHO фильм, в котором видно, как меняется "лицо" Солнца, на сайте NASA SOHO Movie Theatre (Кинотеатр спутника SOHO) по адресу http://sohowww.nascom.nasa.gov/synoptic/soho_movie.html.

Наблюдение полного солнечного затмения

Лучший способ ежедневно наблюдать самую внешнюю, самую изменчивую и самую красивую зону Солнца, т. е. корону, — это следить за изображениями, сделанными с помощью спутников и опубликованными на Web-сайтах, указанных в предыдущем разделе.

Но непосредственное, "живое" наблюдение короны — это зрелище, в котором не стоит себе отказывать. Достаточно сказать, что это одно из самых красивых и захватывающих природных явлений. Поэтому многие астрономы-любители годами копят деньги, чтобы потратить их на великое путешествие для наблюдения солнечного затмения. И профессиональные астрономы тоже ищут способы попасть в ту точку Земли, где будет наблюдаться полное солнечное затмение, несмотря на все свои спутники и космические телескопы.

Бывает частичное (partial), кольцеобразное (annular) и полное (total) затмения (eclipse) Солнца (рис. 10.5). Конечно, самое потрясающее зрелище — полное затмение, но некоторые кольцеобразные затмения тоже стоят того, чтобы отправиться в путешествие. Во время кольцеобразного затмения вокруг контура Луны видно тонкое светлое кольцо фотосферы. Частичное затмение — не то, ради чего я проехал бы сотни километров, поскольку нельзя увидеть хромосферу или корону. Но, конечно, если такое затмение произойдет там, где вы живете, то зачем упускать случай попрактиковаться? В конце концов, первая и последняя стадия полного или кольцеобразного солнечного затмения — это частичные затмения! Поэтому вы должны уметь наблюдать и эти стадии тоже.

Рис. 10.5. Что происходит во время затмения Солнца

Наблюдение полного солнечного затмения

Чтобы наблюдать частичное затмение или частичные фазы полного солнечного затмения, используйте Solar Skreen или другие солнечные фильтры, которые я описывал в предыдущем разделе. Затмение можно наблюдать в бинокль или телескоп, оснащенные таким фильтром, либо через фильтр, если держать его перед глазами.

Полное затмение обычно начинается с частичной фазы. Сначала происходит первый контакт (first contact), когда край Луны наползает на край Солнца. Теперь наблюдатель видит частичное затмение Солнца; это значит, что он находится в полутени или более светлой внешней части тени Луны. Во время второго контакта (second contact) движущийся вперед край Луны достигает противоположного края Солнца, так что теперь Солнце полностью закрыто. Вы стали свидетелем полного затмения и находитесь в темной тени, или центральной тени Луны. В этот период можно опустить солнечный фильтр или бинокль с фильтром и просто, не отрываясь, смотреть (не рискуя повредить зрение) на фантастическое зрелище полного солнечного затмения. Но когда период полного затмения пройдет, не смотрите пристально на Солнце без фильтра.