Владимир Гетман - Внуки Солнца
Звезды ведут себя аналогично спичкам: более яркие создают большую освещенность, менее яркие — меньшую. Конечно, освещенность, создаваемая звездами, ни в какое сравнение не идет с освещенностью, которую создают зажженные спички. Автор одного рассказа написал о том, что герой, получив долгожданное письмо от любимой девушки, прочел его при свете сияющей Беги! Бега хоть и является самой яркой звездой в созвездии Лиры, тем не менее неспособна создать освещенность, достаточную для чтения писем, даже от любимых девушек.
Давайте выберем на небе две звезды. Одна, более яркая, имеющая звездную величину m1 пусть создает освещенность E1, а другая, более слабая (m2), создает освещенность E2. Тогда в соответствии с нашими рассуждениями о звездных величинах мы можем написать
E1/E2 = 2,512-(m1-m2) (1)
Возьмем для примера m1 = 1m, а т2= 6m и найдем отношение E1/E2:
E1/E2 = 2,512-(1-6) = 2,5125 = 100
Так и должно быть. Мы уже говорили, что разница в 5 звездных величин означает различие в блеске, или освещенности, в 100 раз.
Те из вас, кто уже знаком с десятичными логарифмами, могут прологарифмировать выражение (1):
lg (E1/E2) = — (m1 — m2) lg 2,512 = — 0,4(m1 — m2) (2)
Отсюда можно найти разность звездных величин
m1 - m2 = — 2,5 lg (E1/E2) (3)
Множитель 2,5 образовался при делении 1 на 0,4.
Так сколько же их?Итак, после этого небольшого ликбеза вернемся к планете, открытой Пиацци. Вы помните, что блеск ее составлял всего 7m. В то же время блеск Юпитера составляет (-2,4m). Согласно формуле (1),
E1/E2 = 2,512-(-2,4–7) = 2,5129,4 = 5757
Новая планета оказалась слабее Юпитера в 5757 раз, хотя расположена к нам намного ближе!
Становилось ясно, что планета имеет чрезвычайно малые размеры. Она была названа Церерой в честь древнеримской богини плодородия. По современным данным поперечник Цереры равен 1000 километров, т. е. в 13 раз меньше поперечника Земли и в 143 раза меньше поперечника Юпитера!
В 1802 году была открыта «сестра» Цереры Паллада, а еще через 2 года — Юнона, и еще через 3 года — Веста. Все эти планеты были названы астероидами — «звездоподобными», а пространство между орбитами Марса и Юпитера, в котором они обитают, поясом астероидов.
К 1860 году были открыты уже 62 астероида.
В начале 90-х годов прошлого столетия немецкий астроном Макс Вольф стал широко применять фотографию для поиска новых астероидов. Как он это делал?
Давайте вспомним, как работает телескоп. Труба телескопа наводится на объект, скажем, на ту самую Вегу. Чтобы наблюдать ее долгое время, в течение часа или двух, необходимо, чтобы объект все время находился в поле зрения телескопа. Это непросто сделать. Представьте себе, что вы катаетесь на карусели. Вы счастливы, но нет поблизости ни одного знакомого, кто мог бы оценить степень вашего «карусельного» счастья. Такая досада! И вдруг, о радость! Мимо идет ваш одноклассник, вы зовете его, но очень шумно и он не слышит. А карусель уносит вас по дуге, и вы, чтобы не потерять товарища из виду, поворачиваете голову в его сторону и усиленно машете ему рукой.
Вот точно так по дуге Земля в своем суточном вращении переносит телескоп, и, чтобы звезда оставалась все время в поле его зрения, нужно непрерывно поворачивать телескоп в сторону, противоположную вращению Земли.
Если это удается сделать, то в течение всего времени наблюдений все звёзды, попавшие в поле зрения телескопа, не уйдут из этого поля зрения. Осуществляется такое наведение с помощью специального механизма вращения, который часто называют часовым механизмом, поскольку он работает по принципу механических часов.
За 1 час звезды смещаются на 15 градусов. В этом вы легко можете убедиться, если отметите положение какой-либо звезды в двух точках на небе, соответствующих моментам наблюдения, скажем в 10 и 11 часов вечера местного времени, а затем измерите угловое расстояние между этими точками с помощью самодельного угломера, сделанного из транспортира, — оно окажется равным 15°.
Можно получить эту величину и теоретически. Поскольку Земля делает один полный оборот вокруг своей оси за 24 часа, а звезда за это время «описывает» полный круг, т. е. 360°, то, деля 360° на 24 часа, получаем 15 градусов в час.
Именно с такой скоростью, 15 градусов в час, должен вращаться телескоп, чтобы звезды не уходили из его поля зрения в течение всего времени наблюдения. Если в процессе наблюдения в фокальной плоскости окуляра телескопа расположить не глаз, а фотопластинку, то на ней запечатлится участок звездного неба, и изображения звезд будут в виде точек (рис. 1).
Рис. 1. а — Созвездие Большой Медведицы, сфотографированное с помощью часового механизма (звезды в виде точек). б — то же созвездие, сфотографированное без применения часового механизма (звезды в виде дуг)
Естественно, если при фотографировании звезд таким образом в поле зрения телескопа окажется самолет, спутник, метеор или какой-то другой подвижный объект, след его на фотопластинке будет запечатлен в виде линии, или трека (рис. 2).
Рис. 2. На фоне точечных изображений звезд легко обнаружить незвездные объекты: след искусственного спутника Земли (1), метеор (2), астероид (3)
Именно это имел в виду Вольф, приступая к поиску астероидов. При длительных экспозициях звездного неба астероид, если он окажется в поле зрения телескопа, даст изображение в виде черточки или линии. Это произойдет вследствие собственного движения астероида среди неподвижных звезд.
Вольф свято верил в плодотворность своего метода и был вознагражден. Только он один обнаружил около 600 новых астероидов!
К 1938 году общее число открытых астероидов достигло 1500. Вообще говоря, особую ценность представляют так называемые нумерованные астероиды. Для них удается вычислить орбиту, т. е. весь путь движения астероида вокруг Солнца. Сейчас общее число нумерованных астероидов превышает 2500. Почти все они имеют собственные имена.
Может возникнуть вопрос: а кто присваивает астероидам имена? Конечно, люди, их открывшие. Так было в прошлом веке, так происходит и сейчас. Вы помните, что первые астероиды были названы именами римских и греческих богинь: Церера, Паллада, Юнона, Веста. Эту красивую традицию первооткрыватели решили не нарушать. В дальнейшем вновь открытые астероиды нарекались исключительно именами богинь, сначала римских и греческих, затем скандинавских, ближневосточных и др. Однако астероиды «посыпались» как из рога изобилия, и вскоре «кладовая» богинь иссякла. Пришлось использовать имена богов мужского рода. Традиция нарушилась, но что делать, если реальных малых планет оказалось значительно больше, чем придуманных богинь.
Но и боги-мужчины тоже проблему не решили. Запас их тоже скоро иссяк, нужно было срочно «опускаться с неба на Землю». Тем более, что опыт уже был.
Еще на заре охоты за астероидами, в 1850 году, английский астроном Д. Хинд астероиду № 12 дал имя английской королевы Виктории. Представляете, в какое неловкое положение он поставил чопорное общество туманного Альбиона? С одной стороны — нарушение святая святых Ее Величества Традиции, с другой — нарушение во славу Ее Величества Королевы, здравствующей и процветающей. Откуда было знать Хинду, что правление Виктории замкнет Ганноверскую королевскую династию, состоявшую из четырех королей Георгов, одного Вильгельма и самой Виктории (1814–1901). Тем более, что сама королева, по-видимому, готова была смотреть на факт нарушения традиции сквозь пальцы. В итоге победили реалии: традиция все-таки вещь формальная, некоторые отклонения ей особенно не повредят, а вот самолюбию королевы весьма польстит вознесение ее имени на небо.
Кроме того, в распоряжении Хинда имелся еще один козырь. В римской мифологии Викторией звалась богиня победы. Таким образом, наиболее консервативные побор- пики непоколебимости традиций могли в душе считать, что на самом-то деле никакого нарушения традиции не произошло. Тем более, что следующий, тринадцатый по счету астероид получил имя богини Эгерии.
Кстати, традиция имела еще одну сомнительную сторону: астероидам вообще не давали мужских имен независимо от того, принадлежали они богам или людям. Поэтому, когда имена богинь иссякли и первооткрыватель хотел посвятить свой астероид выдающемуся мужчине, он феминизировал его имя. Так, астероид № 981 в честь героя кубинской революции Хосе Марти был назван Мартиной. Астероид № 1000 назвали Пиацция в честь открывателя Цереры, № 1001 — Гауссия в честь великого математика Карла Фридриха Гаусса. Астероид № 852, посвященный В. И. Ленину, был назван первооткрывателем С. И. Белявским Владиленой.
