Сторм Данлоп - Азбука звездного неба. Часть 2
Обзор книги Сторм Данлоп - Азбука звездного неба. Часть 2
ЧАСТЬ ВТОРАЯ.
ИЗУЧЕНИЕ НЕБА
Зодиакальный свет и противосияние
При благоприятных атмосферных условиях перед восходом Солнца на востоке или после захода Солнца на западе удается увидеть зодиакальный свет — слабое вытянутое по небу конусообразное свечение, которое иногда можно спутать с зарей. Так как зодиакальный свет по форме представляет собой часть эллиптической поверхности с центром в Солнце, которая вытянута вдоль эклиптики, то его лучше наблюдать, когда эклиптика расположена выше всего над горизонтом. В Северном полушарии наилучшие условия наблюдения зодиакального света приходятся на весну, когда он виден в западной части неба, и на осень, когда он виден на востоке. Для жителей Южного полушария сезоны наблюдения противоположны. Наблюдатели, находящиеся на экваторе, имеют возможность видеть зодиакальный свет круглый год.
Зодиакальный свет возникает вследствие рассеяния солнечного света частицами космической пыли, в основном сосредоточенными в пространстве между орбитой Земли и Солнцем. Частицы пыли, находящиеся «снаружи» земной орбиты, отражают небольшое количество света назад, в направлении Солнца и Земли. (По мнению ученых, малая интенсивность отраженного космическими пылинками света объясняется их небольшими размерами и очень темным цветом.) Тем не менее в точке эклиптики, диаметрально противоположной Солнцу, заметно слабое светящееся пятно небольших размеров, которое называют противосиянием. Существует очень слабая полоса света, как бы соединяющая области зодиакального свечения и противосияния, но без специального оборудования увидеть ее нелегко, лишь в редких случаях это удается наблюдателям с острым зрением.
Рис. 62. Тонкий конус зодиакального света наиболее заметен, когда эклиптика находится высоко над горизонтом.
Самая заметная область зодиакального света сравнима по яркости с центральной частью Млечного Пути. Поэтому ее можно заснять на обычную пленку с помощью неподвижной или следящей фотокамеры при продолжительности экспозиции 10-30 мин. На фотографии вы обнаружите, что область, охваченная зодиакальным светом, у основания значительно протяженнее и шире, чем кажется невооруженному глазу. Чтобы получить более полное представление о распределении зодиакального света, необходимы широкоугольные объективы: по возможости используйте объектив с фокусным расстоянием менее 24 мм (для камеры с 35-миллиметровой пленкой). При фотографировании следите, чтобы фон неба и утренние сумерки не забивали зодиакальный свет и не уменьшали его контрастности. Фотографирование противосияния требует более длительных экспозиций; в остальном же здесь возникают примерно те же трудности, что и при фотографировании зодиакального света. Чтобы получить достаточно хорошее изображение такого слабого и низкоконтрастного объекта, как противосияние, необходимо использовать камеру с широкоугольным объективом.
Рис. 63. Конус зодиакального света в восточной части неба над горизонтом, видимый на фоне созвездия Льва. На фотографии различимы планеты Сатурн, Юпитер и Марс.
Зодиакальный свет можно спутать с рядом атмосферных явлений, многие из которых обусловлены свечением пыли, выбрасываемой в верхние слои атмосферы при извержении вулканов. Обычно такие атмосферные свечения, как и сумерки, по фюрме напоминают дугу окружности с центром в Солнце и этим отличаются от специфического распределения зодиакального света, суживающегося в виде конуса.
Полярные сияния
Полярные сияния чаще всего наблюдаются в двух неправильной формы зонах, окружающих северный и южный магнитные полюсы Земли и простирающихся на широтах 60-70°. Полярные сияния иногда называют Северной и соответственно Южной Авророй — в честь римской богини утренней зари. Иногда полярные сияния наблюдались даже в Сингапуре, расположенном вблизи магнитного экватора. Так что, в какой бы точке Земли вы ни находились, не теряйте надежды хоть мельком увидеть это красивейшее явление. Несомненно, полярное сияние видели многие, но не обращали внимания, не подозревая, что они наблюдают.
Рис. 64. Многоярусная картина полярного сияния. Заметны характерные детали, похожие на «шторы», а также отчетливые лучевые структуры.
Полярные сияния возникают при вторжении в верхние слои атмосферы заряженных частиц высокой энергии из земной магнитосферы. Сталкиваясь с различными атомами земной атмосферы, они возбуждают их, вызывая свечение. В основном полярные сияния происходят на высотах 100-115 км, но иногда они наблюдаются как гораздо ниже, до 70 км, так и выше — на высоте до 300 км. Были зарегистрированы полярные сияния даже на высоте 1000 км. Заметим для сравнения, что серебристые облака наблюдаются на высоте около 80 км, а метеоры образуются на высотах 50-150 км.
Количество полярных сияний тесно связано с циклом солнечной активности, точнее, с солнечными пятнами и достигает максимума спустя год-два после максимума солнечной активности. Нередко яркие полярные сияния возникают во время мощных вспышек на Солнце. Повторение некоторых полярных сияний через 26-28 дней (период обращения Солнца вокруг своей оси) указывает на их связь с долгоживущими наиболее активными областями на поверхности Солнца.
Полярные сияния принимают самые разнообразные формы; их более детальную классификацию можно провести на основе их структуры и характера активности. Довольно часто наблюдению доступна лишь верхняя часть сияния, возникающая над горизонтом в направлении на полюс, а это затрудняет распознавание самого полярного сияния. Так, разрозненные «клочки» полярных сияний можно ошибочно принять за отдельные облака, а пелену и вершины «арок» сияния — спутать с туманом. Однако в отличие от облаков и тумана полярные сияния не закрывают звезд.
Рис. 65. Арка полярного сияния с резко очерченной нижней границей и размытой верхней.
При наблюдениях попытайтесь измерить протяженность полярного сияния и проследить за характером изменения его границ со временем. Это сравнительно легко сделать, оценивая размеры на глаз ли(ю используя простейшие приборы, описанные во многих книгах и руководствах. Определение высоты (и азимута) оснований арок и полос полярного сияния имеет важнейшее значение, ибо сравнивая результаты аналогичных измерений, проведенных в других местах, можно определить, на каком расстоянии и высоте возникло полярное сияние.
Разнообразна цветовая гамма полярных сияний, хотя ее восприятие во многом зависит от зрения наблюдателя. Так, наиболее часто наблюдается бледно-зеленый и красный цвет, однако каким-то наблюдателям то же самое полярное сияние может показаться бесцветным. Цвет сияния зависит от высоты, особенно у полярных сияний с вытянутой лучевой структурой. По этой причине особенно интересны цветные фотографии, полученные на высокочувствительной пленке, поскольку они дают богатую информацию о распределении цвета и яркости в различных участках полярного сияния.
Фотографирование полярных сияний
Фотографирование полярных сияний — чрезвычайно интересное занятие. Для этих целей наиболее подходит неподвижно закрепленная фотокамера. Следует иметь в виду, что для серьезных параллактических измерений, т.е. измерений, связанных с определением направления и высоты полярных сияний над землей, фотокамеру следует монтировать на установке, допускающей наводку по высоте и азимуту. Чтобы различные наблюдатели могли получить фотографию одной и той же области полярного сияния, наведение фотокамер у них должно быть согласовано. По этой же причине проводите фотографирование через каждые 15 мин в течение каждого часа, т.е. экспозиции должны начинаться только в 0, 15, 30 и 45 мин после наступления очередного часа (по всемирному времени). Такая последовательность фотографирования облегчает прямое сравнение снимков одной и той же области, полученных разными наблюдателями.
Наиболее подходят для этих целей стандартные и широкоугольные объективы с большой апертурой, которая позволяет проводить фотографирование с короткими экспозициями. При светосиле объектива близкой к D/f= 1/1,8 и использовании пленки с чувствительностью 400 ASA (как цветной, так и черно-белой) можно рекомендовать начать с экспозиций 15-30 с. Если полярное сияние очень активное и в нем заметны быстро движущиеся крупномасштабные детали, то для получения контрастных снимков, возможно, потребуются и более короткие экспозиции. При фотографировании старайтесь, чтобы в каждый снимок попала часть горизонта — это поможет в дальнейшем точно определить высоту расположения различных деталей полярного сияния. Как и при фотографировании других астрономических явлений, всегда записывайте условия, при которых получен снимок, детали используемой установки, время и длительность экспозиции.
