Евгений Гусев - Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах
L=2∙(5,3°+1°+0,25°)=13,1°.
Площадь этой полосы, опоясывающей небесную сферу, составляет (в квадратных градусах, □°) величину L 360° = 4716 □°, а площадь небесной сферы равна 4π×(57,3…)2 = 41253 □°. Поэтому лишь 4680/41253=11,4 % неба доступны методу покрытий Луной. А поскольку это был очень плодотворный метод в астрономии всех диапазонов излучения, — от рентгеновской до радио, — то именно эти 11% неба в течение ряда лет были изучены заметно полнее, чем оставшиеся 89%, которые не посещает Луна.
2.33. Основным преимуществом этой оптической схемы, получившей название куде, является стационарное неподвижное положение главного фокуса, где с удобством может располагаться наблюдатель или могут быть установлены фотометрические или спектральные приборы.
2.34. Решётки из проволочек давали очень малую дисперсию. Стеклянные отражательные решётки, нарезаемые автоматическим образом, имеют большое число штрихов на единицу длины и, следовательно, большую дисперсию. Вогнутые дифракционные решётки позволяют сосредоточить большую часть излучения в каком‑либо одном порядке спектра.
2.35. Кажущиеся угловые размеры звёзд возникают вследствие рассеяния света в мутной среде оптических компонентов глаза или фотоэмульсии. Яркие звёзды дают большее пятно рассеяния света.
2.36. Основная причина заключается в том, что публикуемые цветные изображения планет и спутников получают путём компьютерного синтеза трёх отдельных чёрно — белых изображений, сделанных через разные светофильтры. В целях большего эффекта цветовой контраст делается большим, чем он есть на самом деле. Вторая причина — это отсутствие в космосе влияния земной атмосферы.
2.37. Эффект Доплера слабо влияет на форму непрерывного спектра звёзд и поэтому мало изменяет их цвет. В 1848 г. Физо пришёл к выводу, что доплеровское смещение испытывают линии в спектрах Солнца и звёзд. Метод Доплера — Физо широко используется для определения относительных лучевых скоростей тел Солнечной системы, звёзд и галактик.
2.38. Расположив щель спектроскопа вдоль длинной оси проекции кольца Сатурна, Белопольский сфотографировал спектр и исследовал форму линий. Применение принципа Доплера показало, что близкие к планете части кольца имеют большую скорость обращения, чем дальние. Если бы кольцо было сплошное, твёрдое, то картина была бы обратной.
2.39. Во время весенних наблюдений Земля, очевидно, двигалась по направлению к звезде, а осенью — в противоположном направлении. К лучевой скорости звезды один раз прибавлялась, а другой раз из неё вычиталась скорость самой Земли. Полуразность наблюдённых лучевых скоростей даёт орбитальную скорость Земли вокруг Солнца. Считая орбиту круговой, умножим скорость на число секунд в году и получим длину земной орбиты. А разделив её на 2π, получим расстояние до Солнца.
2.40. Область вокруг Солнца фотографируют во время полного солнечного затмения, когда на небе появляются яркие звёзды. Через несколько месяцев ночью снова фотографируют эту же область неба. Затем сравнивают положения звёзд на обоих снимках.
2.41. Из формулы для центростремительного ускорения (a = v2/r) найдём значение v=√(аr). Тогда для a=g получим v=√(gr)=5,4 м/с. Это нормальная скорость бега для тренированного человека. Ориентация станции в данном случае никакого значения не имеет.
3. Изучение звёздного мира
3.1. Арабы совершали свои переходы в прохладное время суток — ночью. Безоблачное небо над пустынями способствовало интенсивным наблюдениям звёздного неба. При дворах правителей существовали астрономические обсерватории.
3.2. Около 3000 лет назад ближайшей к северному полюсу мира яркой звездой была именно β Малой Медведицы.
3.3. Антарес в переводе с греческого означает «соперник Марса». Эта звезда по своему красному цвету, блеску и близости к эклиптике похожа на Марс, когда тот находится в противостоянии.
3.4. Не указывают потому, что острота зрения у разных людей и условия наблюдения (прозрачность воздуха, яркость ночного неба) не одинаковы. К тому же, количество звёзд, доступных для наблюдения в течение года, зависит от широты места наблюдения.
3.5. До Байера положение звёзд описывалось по отношению к изображению мифической фигуры созвездия на звёздной карте. Фабриций указал, что он наблюдал звезду третьей величины в шее Кита.
3.6. Обозначения переменных звёзд носят исторический характер. Ярким звёздам, отмеченным на звёздных картах буквами греческого алфавита, после открытия у них переменности были сохранены их обозначения. Остальные переменные звёзды обозначают буквами латинского алфавита от R до Z. Если переменных звёзд в созвездии много, то после Z вводят двухбуквенные обозначения от RR до ZZ, а затем от AA до QZ (из всех комбинаций исключают букву J, которую легко спутать с буквой I). После исчерпания всех указанных комбинаций букв следующие переменные обозначают буквой V с последующим номером переменной в данном созвездии. Поскольку указанных буквенных комбинаций всего 334, то «нумерованные» переменные начинаются с V335. Поэтому звезды под номером V334 в созвездии Стрельца или в любом другом созвездии не существует. Звезде V335 Стрельца предшествует переменная QZ Стрельца.
3.7. Скорее всего, старинные названия скопления Плеяды следует рассматривать как гиперболу, возможно, отражающую высокую концентрацию звёзд на небольшом участке неба.
3.8. Название дано по созвездию Цефея, в котором находится яркая звезда этого типа — δ Цефея. Но она не была первой обнаруженной цефеидой. Открытие первой переменной этого класса — η Орла — было сделано Э. Пиготтом в 1783 г., за год до открытия переменности звезды δ Цефея.
3.9. Все звёзды ММО расположены приблизительно на одинаковом расстоянии от нас, поэтому, обнаружив зависимость между видимым блеском цефеид и их периодом, астрономы догадались о связи между периодом и светимостью переменных звёзд этого типа. Для звёзд Галактики это было бы сделать значительно сложнее, поскольку для каждой из них пришлось бы определять расстояние, чтобы по видимому блеску определить истинную светимость. К тому же дело осложнилось бы разным межзвёздным поглощением света в различных направлениях Млечного Пути (цефеиды — молодые звёзды, поэтому встречаются вблизи галактического экватора), тогда как для всех звёзд ММО поглощение света в межзвёздной среде нашей Галактики приблизительно одно и то же.
Однако для окончательного определения зависимости «период— светимость» необходимо было точно измерить расстояние хотя бы до одной из цефеид. Для этого обратились к цефеидам нашей Галактики. Поскольку некоторые из них довольно близки к Солнцу (но не ближе 300 пк) и входят в состав звёздных скоплений, расстояние до них определяется довольно уверенно несколькими независимыми методами. В последнее время при помощи астрометрических спутников удалось измерить и тригонометрические параллаксы нескольких цефеид, чтобы таким образом прямо определить расстояние до них. Однако точность этих измерений пока невелика.
3.10. 1) Смещения всех звёзд по эклиптической долготе произошли за счёт прецессии;
2) небольшое смещение всех звёзд по широте возникло за счёт изменения наклонения небесного экватора к эклиптике;
3) значительные изменения эклиптических широт Альдебарана, Сириуса и Арктура произошли вследствие собственного движения этих звёзд в пространстве. Позднее и у других звёзд были открыты собственные движения.
3.11. Один из методов — измерение с интервалом в полгода смещения звезды относительно очень далёких звёзд или галактик.
3.12. Очевидно, основным требованием к подбору звёзд было ожидание измеримого параллакса. Вега — самая яркая звезда северного неба; к тому же она обладает заметным собственным движением. Вероятно, поэтому В. Струве посчитал её близкой звездой. Немаловажно, что на угловом удалении от неё всего в 43″ расположена слабая, более удалённая звезда, относительно которой удобно проводить угломерные измерения. Выбор других учёных также основывался на заметном собственном движении звёзд (61 Лебедя) и их высоком блеске (α Кентавра).
3.13. Можно использовать путь, проходимый Солнечной системой относительно окружающих звёзд: по отношению к совокупности всех звёзд в пределах нескольких десятков парсеков Солнце движется со скоростью 4,2 а. е. в год. Вызванное этим движением Солнца систематическое смещение звёзд позволяет вычислить их статистический параллакс (Куликовский, 1985). Если проводить наблюдения десятки лет, то этот базис существенно превысит размер земной орбиты.
3.14. Метод Гершеля можно использовать только в том случае, если обе звезды имеют одинаковые абсолютные звёздные величины, и их блеск в одинаковой степени ослаблен межзвёздным поглощением света.
