Астрономия. Популярные лекции

Рис. 1.28. Уильям Крабтри с семьей наблюдает прохождение Венеры по диску Солнца — впервые в истории человечества (фреска Ф. И. Брауна, XIX в.).

Случается такое явление редко. Плоскость венерианской орбиты и плоскость земной (эклиптика) не совпадают. Наблюдать Венеру на фоне Солнца можно только тогда, когда Земля и Венера находятся в районе пересечения двух плоскостей — в узлах венерианской орбиты. Впервые это явление наблюдали и описали его в середине XVII в. два англичанина — Джереми Хоррокс и его друг Уильям Крабтри.

Рис. 1.29. Уточнение астрономической единицы путем измерения параллакса Венеры на фоне Солнца.

Это небесное явление дало возможность измерить расстояние между Землей и Венерой, а значит, и между Землей и Солнцем, а затем вычислить расстояния между всеми планетами, причем не в относительных единицах, а в километрах. Так астрономы вычислили все расстояния в Солнечной системе. Это стало очень важным достижением. Фактически расстояние от Земли до Венеры было измерено методом суточного параллакса. Этот метод предложил Эдмонд Галлей, он заключался в измерении продолжительности прохождения Венеры по диску Солнца при наблюдении из различных точек Земли, разнесенных по широте. Так как Венера проходит не через центр солнечного диска, то по времени прохождения можно установить длину хорды видимого пути планеты, а по различию этих величин, измеренных в разных точках Земли, определить угловое смещение планеты относительно диска Солнца — ее параллакс, а значит, и расстояние до планеты. При этом наблюдения были достаточно просты, для их проведения требовались только телескоп и простые часы, чтобы измерить небольшие промежутки времени.

Рис. 1.30. Транзиты Венеры, т. е. ее прохождения на фоне солнечного диска, можно наблюдать, когда Венера и Земля находятся вблизи узлов орбиты Венеры.

Рис. 1.31. Диссертация Эдмонда Галлея с расчетами, позволяющими вычислить расстояние между Землей и Солнцем по наблюдениям транзита Венеры.

В 1761 г. при наблюдении прохождения Венеры неожиданное открытие сделал, как утверждает история, наш соотечественник М. В. Ломоносов. В тот год для наблюдения транзита Венеры, чтобы измерить ее параллакс, во все части света отправились многочисленные академические экспедиции с самыми квалифицированными астрономами. Ломоносову в тот момент было уже около 50 лет, он болел, плохо видел и никуда не поехал — остался наблюдать явление в простенький телескоп из окна своего дома в Санкт-Петербурге. И он единственный из всех наблюдателей не только заметил и описал, но и понял это удивительное явление.

Рис. 1.32. М. В. Ломоносов наблюдает за прохождением Венеры по диску Солнца 26 мая 1761 г. из своей петербургской квартиры. Справа — иллюстрации Ломоносова в его рукописи «Явление Венеры на Солнце…» (1761).

Рис. 1.33. Явление Ломоносова, сфотографированное с помощью 1-метрового Шведского вакуумного солнечного телескопа на острове Ла-Пальма (Канарские о-ва).

Когда темный диск Венеры подходил к краю солнечного диска, перед ним вырос, как написал Ломоносов, «пупырь», яркий ободок. Это было преломление солнечных лучей в атмосфере Венеры. Ломоносов совершенно верно интерпретировал увиденное, тогда он и написал, что у Венеры «знатная атмосфера». Загадка в том, как, учитывая все условия, он мог увидеть то, что сейчас можно увидеть отчетливо только при помощи суперсовременного вакуумного телескопа. Видимо, сработала интуиция — все-таки великий ум.

Рис. 1.34. Прохождение Венеры по диску Солнца. Слева — фото 6 декабря 1882 г., справа — 8 июня 2004 г.

Если бы наличие у Венеры атмосферы не подтвердилось — ничего страшного, Ломоносов не утратил бы своего статуса в научном мире. Но атмосфера у Венеры есть, и значение гения Ломоносова стало еще более весомым. Это явление во всем мире называется «явлением Ломоносова», и мы используем его, когда изучаем далекие планеты — экзопланеты, находящиеся у других звезд.

Истинное движение планет