Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Поскольку мы «прикованы» к земной поверхности, нашему взгляду в любой момент доступна лишь половина небесной сферы, а вид Земли ограничен линией горизонта, заглянуть ниже которой нельзя. Будь Земля не сферической, а плоской, наш видимый горизонт простирался бы до ее внешнего края, а корабль, удаляющийся от нас, был бы виден всегда, — только пришлось бы следить за судном, которое становилось бы все меньше и меньше, в достаточно сильный бинокль. Но, как известно, корабли, отходящие от причала, уходят за горизонт неизменно, а Британские острова с побережья Новой Англии не рассмотреть (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Вид с поверхности Земли, как показано на этой схеме, зависит от высоты, на которой находится наблюдатель (h), и от радиуса Земли (R). Чем больше высота, тем дальше линия горизонта (d).

Даже с Международной космической станции невозможно увидеть всю половину Земли одновременно. Астронавты МКС, пребывая на орбите над нами на средней высоте в 340 км, видят изогнутый горизонт, отдаленный от них на 2110 км. Это примерно треть земного радиуса и двадцатая часть окружности земного шара. Чтобы кривизна стала гораздо более выраженной, потребуется переместиться намного дальше; скажем, при взгляде с Луны облик Земли кажется нам почти идеальной полусферой. Вот почему снимки нашей планеты, сделанные экипажем «Аполлона», вызвали в обществе преобразующий эффект такой огромной силы, — ведь впервые в истории человечества Землю можно было увидеть во всей полноте, и она предстала перед нами, словно драгоценная голубая сфера, окутанная непроглядным космическим мраком.

Важность географической широты

Кривизна земной поверхности не только ограничивает наш обзор — из-за нее различаются даже предстающие перед нами картины дневного и ночного неба. В зависимости от того, к северу или к югу от экватора окажется наша географическая широта, мы увидим разные небесные половины. Вот почему на севере можно и невооруженным глазом, и в бинокль любоваться Плеядами и Гиадами в созвездии Тельца, Двойным скоплением в созвездии Персея и туманностью Андромеды в одноименном созвездии, — но не получится восхититься столь же прекрасными видами Южного Креста, туманности Киля и Магеллановых Облаков. Те храбрецы, которые отважатся отправиться на Северный полюс, увидят прямо у себя над головой созвездие Малой Медведицы и Полярную звезду. Все остальные звезды — до небесного экватора — будут каждые 23,93 часа обращаться вокруг Полярной звезды против часовой стрелки (рис. 2.2), а светила с южной небесной широтой неизменно останутся невидимыми.

Рис. 2.2.Сверху вниз. Ночной вид звездных следов на Северном полюсе при взгляде в зенит, в сравнении со снимком с экватора (вид на север) и аналогичным видом с экватора, если смотреть на запад или на восток. На Северном полюсе все звезды, расположенные к северу от небесного экватора, видны непрерывно — они никогда не восходят и не заходят. На экваторе полюсы мира видны на горизонте и нет постоянно видимых околополюсных звезд; вместо этого наблюдатель видит, что все звезды восходят над горизонтом и заходят за него. (На основе материалов из нескольких источников.)

В северной зоне умеренных широт Полярная звезда все еще видна строго на севере, но уже не в зените. Измерив ее высоту над горизонтом, легко определить широту, на которой вы находитесь, — кстати, вспомните об этом, если вдруг когда-нибудь заблудитесь без GPS. В зависимости от широты вы увидите, что некоторые созвездия и их звезды всегда остаются околополярными и не заходят за горизонт, а вот другие звездные группы, с более низкой небесной широтой, как раз будут за ним скрываться. Особенно ярко это проявляется у созвездий, расположенных вдоль небесного экватора; прекрасный пример — Орион. С ноября по март его можно увидеть ночью: он восходит над горизонтом на востоке, поднимается на южное небо (в Северном полушарии) и опускается за горизонт точно на западе.

А на экваторе видно, как почти все звезды поднимаются над восточным горизонтом, описывают дугу по небу по параллельным траекториям и уходят за западный горизонт. Здесь Полярная звезда, расположенная у самой границы северного горизонта, была бы едва заметна, а Орион в своей наивысшей точке находился бы прямо у нас над головой. В Южном полушарии все почти так же, только наоборот: скажем, в Антарктике видна вся южная половина неба, а северная скрыта. И хотя сейчас нет «полярной» звезды, обозначающей Южный полюс мира, мы могли бы увидеть,

что все небесные звезды движутся вокруг него по часовой стрелке. В южной зоне умеренных широт этот «звездный пояс» сместился бы из зенита к южному горизонту, а Орион в своей наивысшей точке выглядел бы «перевернутым» к северу.

ОТКУДА НАМ ИЗВЕСТНО О ВРАЩЕНИИ ЗЕМЛИ?