Почему зимой не видно звезд. Звезды, какими мы их не видим

Я знаю, что огромная доля аудитории данного ресурса - это специалисты в различных отраслях науки.
Но я, так же, знаю, что посещает его и немало людей, просто интересующихся явлениями природы (я и себя отношу к данному типу), что не умаляет, их стремления познать Вселенную настолько, насколько хватает воображения и терпения!

Поэтому, данная статья имеет цель развлечь и, возможно подтолкнуть кого-то к более глубокому изучению вопроса, а так же, просто напросто, внести новое видение и представление уже, казалось бы, знакомых вещей.

Итак, о звёздах

То, что человек может видеть в небе даже и близко не похоже на то, что на самом деле там происходит. То, что открывается нашему взору - это очень уменьшеное прошлое нашей вселенной. Поэтому, когда речь заходит о звёздах, у человека обычно либо возникает образ ярких точек в небе, либо нечто очень напоминающее наше Солнце, парящее в глубинах пространства.

На самом деле, большинство звёзд и есть эти «скучные» газовые, ярко светящиеся шары. Но есть в просторах космоса и нечто невероятное! Хоть и выглядит это для нас такой же маленькой и тусклой точечкой на небосводе.

Я не буду здесь научно описывать эволюцию звёзд или диаграмму Герцшпрунга-Рассела . Я хочу показать насколько разнообразно понятие «звезда» и насколько это разнообразие несоотносимо с тем, что в этот термин мы вкладываем с детства (а некоторые, как и я, и до более поздних пор).

Коричневый карлик

К примеру, вот Вам звезда - Глизе 229B. Коричневый карлик.

Это полная противоположность значению самого слова - «звезда» - блеск, сияние.
Наш Юпитер весьма похож на эту звезду, и даже, по сути, мало чем от нее отличается, но различия, все же, есть. Хоть радиус этих звёзд и сравним с радиусом планет-гигантов, они, в основном, в десятки раз более массивны, а так же излучают в инфракрасном и рентгеновском диапазоне.

Пролетая рядом с такой звездой, мы увидим её похожей на своеобразный светильник-ночник. Никакой короны, яркого свечения, прищуривания глаз и тому подобного. Представьте, что Вы смотрите на Солнце сквозь сварочную маску. Красновато светящаяся планета из раскаленной лавы - вот как выглядела бы эта звезда для нашего глаза. И это в лучшем случае.

Ультра-холодные коричневые карлики совсем не светят!
Находясь неподалеку, мы скорее всего увидели бы просто темный шар, перекрывающий звёздное небо. А, если бы расстояние от нас до звезды было таким же, как от Земли до Солнца, мы вообще, скорее всего, не знали бы, что пролетаем мимо звезды! Любую планету обычно, освещает находящаяся в центре её орбиты звезда, но ультра-холодные коричневые карлики - ей и являются, поэтому освещать их некому.

Интересно так же, что вокруг коричневых карликов так же возможны планетные системы! Ученые обнаружили, что часто эти, и так неяркие звёзды, окружены диском из пыли, похожим на тот, из которого образовалась наша Солнечная система.

Печально, что на небе неворуженным глазом мы не в силах увидеть ниодного коричневого карлика. Даже в горах и при самой лучшей для наблюдений погоде.

Звёздные системы

Нам повезет, если наш карлик является частью системы звёзд. Звёздная система - это две или более звёзды, связанные вместе гравитационными силами.
Вот, например как видят телескопы двойную систему, частью которой является вышеупомянутая Глизе 229B (маленький шарик справа).

В такой системе ультра-холодный коричневый карлик выглядел бы весьма похожим на какую-нибудь планету-газового гиганта, вращающуюся по низкой орбите вокруг «нормальной» звезды.
Оказывается, система звёзд - не такое уж редкое явление. И это еще один удивительный факт. Некоторые из звёзд, которые мы видим, на самом деле - громадные звёздные скопления, кажущиеся нам одной яркой звёздочкой из-за огромного расстояния до них. А некоторые - не такие громадные - так называемые, кратные звёзды. Остановимся на каждой из систем подробнее.

Возьмем любые две звезды на небе, которые кажутся нам близкими друг к другу. На самом деле, почти все они удалены друг от друга «вглубь» космоса. Почти все. Есть и исключения.

Например, на небе, хорошо различимы для нашего глаза Плеяды. Это звёздное скопление, в котором звёзды на самом деле «близки» друг к дружке. Я написал «близки» в кавычках - потому что расстояние между ними исчисляется световыми годами. Радиус скопления - около 12 световых лет. Для сравнения, если бы наша Солнечная Система находилась примерно в центре Плеяд, то самая дальняя звезда скопления была бы в полтора раза дальше ближайшей к нам Альфы Центавра.
При хорошей погоде и вдали от городов можно различить 10-14 самых ярких представителей этого скопления, но на самом деле их там около 1000! Небо на планете внутри Плеяд выглядело бы просто волшебно! В составе скопления в основном яркие голубые гиганты. Они украсили бы небосвод красивыми голубовато-белыми огоньками, но, к сожалению, не дали бы зародиться жизни, похожей на нашу из-за губительного излучения, буквально пронизывающего всю область этой звёздной системы.

В скоплениях звёзды обычно не имеют четкого центра масс. Но есть системы, вроде упомянутой выше Глизе, состоящие из кратного количества звёзд, находящихся друг к другу очень близко даже по меркам нашей Солнечной Системы, и вращающиеся вокруг общего центра масс. Они так и называются кратными системами звёзд, или просто кратными звёздами.
Хороший пример - система Мицар - Алькор в созвездии Большой Медведицы.

Посмотрите на Большую Медведицу, даже недалеко от города Вы сможете заметить, что вторая звезда ковша (Мицар) в созвездии на самом деле состоит из двух звёздочек, другая - поменьше - это Алькор. Она на самом деле находися физически близко к соседке, как нам и кажется - на расстоянии в четверть светового года. Но, еще более интересно то, что видим мы две звезды, а их в этой системе шесть!
И такие кратные звёзды, как оказалось, не редкость. Очень многие из звёзд, которые мы видим на небе и считаем одиночными, в действительности двойные, тройные, четверные, пятерные и более! Почему мы этого не замечаем? Потому что, как правило, либо «вторичные» звёзды слишком тусклы на фоне «первичных», которые в разы ярче, либо расстояние между ними настолько мало, что нашему глазу попросту не хватает разрешения, чтобы на большом расстоянии разделить соседок на отдельные обекты.

В таких системах чаще всего самое интересное - это то, что соседями могут оказаться самы разные типы звёзд!
Сириус - самая яркая звезда на небе - на самом деле двойная.

Основная звезда - весьма обычна и ничем не примечательна. По размерам она всего лишь в 1,7 раза больше нашего Солнца. Только светит в 22 раза ярче и в более бело-голубоватом свете, в отличие от нашего светила. Её компаньон - Сириус B - это белый карлик. Его радиус примерно равен радиусу нашей Земли, а масса примерно равна массе нашего Солнца!

Сверхплотные звёзды

Белый карлик - это маленька тусклая звезда, в прошлом - ядро красного гиганта. Образование таких звёзд, не вдаваясь в сложные подробности, можно объяснить победой гравитации. Прекращение внутренних термоядерных реакций в красном гиганте приводит к сбросу его оболочки и невероятно сильному сжатию ядра. Вещество звезды так плотно заключается в малый объем, что 1 кубический сантиметр её вещества весил бы на Земле 10 тонн! Не смотря на, казалось бы, скучный вид (пролетая рядом, мы увидели бы белый, ярко светящийся шарик, размером с планетку), красота белых карликов в их окружении. Зачастую мощный взрыв срывает вещество с поверхности красного гиганта и с огромной скоростью разносит его в окружающее пространство. Получившееся облако, которое мы знаем как туманность, радует наш глаз всеми цветами химических элементов, образовавшихся некогда в недрах погибщей звезды.


На второй картинке туманность NGC 3132. Здесь основная звезда не белый карлик (он - чуть меньше и чуть выше), но именно он стал причиной сброса вещества основной звездой. Представьте, какую красоту мы могли бы наблюдать, находясь внутри этой туманности - на орбите этой двойной звёзды. Глаз нам пришлось бы, все же, вооружить, чтобы увидеть что-то большее, чем обычное небо со звёздами. Так красиво туманность выглядит только издалека. С большого расстояния облако кажется плотным, но в действительности, вещество сильно рассеяно, и вблизи, скорее всего, ничем не отличается от нашего ночного неба. Однако, поставив фотоаппарат на большую выдержку на гипотетической планете рядом с центральной звездой мы увидели бы фантастической красоты небо - разноцветную туманность на весь небосвод со всеми ее перемычками!
Вспомните красивые цветные фотографии Млечного Пути. Они сделаны с большой выдержкой. Ничего подобного наш глаз не видит.

Обладая малым размером, белый карлик, из-за огромной массы имеет значительное гравитационное влияние на свое окружение. Вот, например, фото, где, хоть самого карлика и не видно, хорошо видно его влияние.

Здесь сфера справа - гигантская звезда, вещество которой, беспощадно пожирается находящимся слева белым карликом. В процессе этого, вещество перетекает от одного соседа к другому, закручиваясь вокруг массивной (хоть и мизерной по сравнению с жертвой) звезды и постепенно оседает на ее поверхности. Образуется аккреционный диск - очень красивое явление с точки зрения наблюдения. Представьте себе кольца Сатурна, которые светятся как Солнце. Только кольца эти гораздо больше, закручены по спирали и один из концов колец уходит прямо в тело звезды, образуя вытянутость в виде гигантской волны на её поверхности! А в нашем небе мы можем вместо этого наблюдать обычную светящуюся точку.

Перейдем к брату белого карлика - нейтронной звезде.
Когда красный гигант прощается с жизнью у него есть шанс породить кое-что более плотное, чем белый карлик. Если масса звезды превышает предел Чандрасекара - из ядра гиганта образуется нейтронная звезда. Масса её все так же сравнима с массой Солнца, но размер совсем поражает - радиус нейтронных звёзд всего лишь 10-20 километров! Из-за быстрого уменьшения размера, подобно фигуристу, раскручивающемуся за счет притягивания рук к телу, эти звёзды вращаются с неимоверными скоростями! Многие из нейтронных звёзд вращаются со скоростью до 1000 оборотов секунду. Это примерно в 10 раз быстрее, чем коленвал автомобиля на максимальных оборотах!
Интересно, что из-за гравитационного искажения, если бы мы могли видеть неоднородность поверхности нейтронной звезды, мы видели бы больше половины диска.

Нейтронные звёзды так же являются частью кратных систем и образуют аккреционные диски.
Говоря об аккреционных дисках стоит, так же, отметить систему Лебедь Х-1. Хотя там, по мнеию ученых, находится черная дыра. По сути, эта система первая из кандидатов в черные дыры. Дело в том, что Лебедь X-1 сильно излучает в рентгеновском диапазоне, а это первый признак наличия черной дыры и аккреционного диска вокруг нее, образованным за счет донора - находящегося рядом голубого сверхгиганта.
Не советую подлетать близко к таким системам, мощное излучение убьет все живое на Вашем космическом корабле за долго до того, как Вы приблизитесь хотя бы настолько, чтобы отличить аккреционный диск от блеска гиганта.
Очень красиво показан аккреционный диск в фильме «Интерстеллар». Но, там, к сожалению, не было звезды-жертвы.

Черные дыры - это не совсем звёзды, и заслуживают, наверное, отдельной статьи, коих в интернете огромное количество.

Планетные системы

Напоследок, хотелось бы поговорить о звёздах с планетными системами. Обнаружение экзопланет началось относительно недавно, но количество уже найденых планет и кандидатов поражает! Буквально за последний год было открыто чуть меньше тысячи экзопланет!
Вспомните, когда Вы 10-15 лет назад смотрели в небо, могли ли Вы подумать, что вокруг звёзд, которые Вы видите вращаются миллиарды планет? (Судя по статье в Википедии - в Млечном Пути около 100 млрд планет.).
Как выглядят планетные системы - мы можем сказать по собственному опыту - довольно скучно, если Вы не вблизи какой-либо из планет.
А вот если планеты только-только образовываются - зрелище становится куда интереснее! Пыль и газ собираются вокруг общего центра - светящегося облака, образуя дископодобную туманность, освещенную изнутри. Звезда в центре еще не имеет четких границ, да и увидеть ее не позволяет более плотное облако вокруг. Сгустки, которые, возможно в будущем станут планетами, отбрасывают ровные тени, идущие к краям диска.
Скорее всего, вооружать глаз здесь даже не понадобится - плостность и освещенность вещества позволят нам наблюдать рождение новой Звёздной Системы во всей красе.

Заключение

Поразительно сколько вкладывали в понятие Звезда наши предки, и сколько в него добавлено за последние столетия! Остается лишь ждать, когда человечество сможет свободно изучать небесные светила непосредственно к ним приближаясь, чтобы воочию подтвердить теории, открытые на кончике пера. Какими еще красивыми фотографиями наполнятся научные статьи? Каким вобще станет мир звёзд для будущих нас?.. Добавить метки

Наша Вселенная состоит из нескольких триллионов галактик. Солнечная система находится внутри достаточно крупной галактики, общее количество которых во Вселенной ограничено несколькими десятками миллиардов единиц.

В нашей галактике содержится 200-400 миллиардов звезд. 75% из них тусклые красные карлики, и лишь несколько процентов звезд в галактике похожи на желтые карлики, спектральному типу звезд, к которому принадлежит и наше . Для земного наблюдателя наше Солнце находится в 270 тысяч раз ближе ближайшей звезды (). В тоже время светимость уменьшается прямо пропорционально убыванию расстояния, поэтому видимая яркость Солнца на земном небе на 25 звездных величин или в 10 миллиардов раз больше видимой светимости ближайшей звезды (). В связи с этим из-за ослепительного света Солнца на дневном небе не видны звезды. Похожая проблема встречается при попытках сфотографировать экзопланеты у близких звезд. Кроме Солнца днем можно увидеть , Международную космическую станцию (МКС) и вспышки спутников первого созвездия Иридиум. Это объясняется тем, что Луна, некоторые и ИСЗ (искусственные спутники Земли) на земном небе выглядят гораздо ярче самых ярких звезд. К примеру, видимый блеск Солнца равен -27 звездных величин, у Луны в полной фазе -13, у вспышек спутников первого созвездия Иридиум -9, у МКС -6, у Венеры -5, у Юпитера и Марса -3, у Меркурия -2, у Сириуса (ярчайшей звезды) -1.6.

Шкала звездных величин видимого блеска различных астрономических объектов является логарифмической: разница в видимом блеске астрономических объектов на одну звездную величину соответствует разнице в 2,512 раз, а разница в 5 звездных величин соответствует разнице в 100 раз.

Почему не видно звезд в городе?

Кроме проблем наблюдения звезд на дневном небе существует проблема наблюдения звезд на ночном небе в населенных пунктах (вблизи крупных городов и промышленных предприятий). Световое загрязнение в этом случае вызвано искусственным излучением. Примером такого излучения можно назвать уличное освещение, подсвеченные рекламные плакаты, газовые факелы промышленных предприятий, прожекторы развлекательных мероприятий.

В феврале 2001 года любитель астрономии из США Джон Э.Бортль создал световую шкалу для оценки светового загрязнения неба и опубликовал её в журнале Sky&Telescope. Эта шкала состоит из девяти делений:

1. Абсолютно темное небо

При таком ночном небе на нём не только отчетливо виден , но отдельные облака Млечного Пути отбрасывают ясные тени. Также в деталях виден и зодиакальной свет с противосиянием (отражение солнечного света от пылинок находящихся по другую сторону от линии Солнце-Земля). На небе невооруженным глазом видны звезды до 8 звездной величины, фоновая яркость неба составляет 22 звездных величины на квадратную угловую секунду.

2. Натуральное темное небо

При таком ночном небе на нем отлично виден Млечный Путь в деталях и зодиакальный свет вместе с противосиянием. Невооруженный глаз показывает звезды с видимой яркостью до 7.5 звездных величин, фоновая яркость неба близка к 21.5 звездной величине на квадратную угловую секунду.

3. Сельское небо

При таком небе зодиакальный свет и Млечный путь продолжает быть хорошо видимым с минимумом деталей. Невооруженный глаз показывает звезды до 7 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 21 звездной величине на квадратную угловую секунду.

4. Небо переходной местности между деревнями и пригородами

При таком небе Млечный Путь и зодиакальный свет продолжает быть видимым с минимум деталей, но лишь частично – высоко над уровнем горизонта. Невооруженный глаз показывает звезды до 6.5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 21 звездной величине на квадратную угловую секунду.

5. Небо окрестностей городов

При таком небе, зодиакальный свет и Млечный Путь видны крайне редко, в идеальных погодных и сезонных условиях. Невооруженный глаз показывает звезды до 6 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 20.5 звездной величине на квадратную угловую секунду.

6. Небо пригородов городов

При таком небе, зодиакальный свет не наблюдается ни при каких условиях, а Млечный путь с трудом просматривается только в зените. Невооруженный глаз показывает звезды до 5.5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 19 звездной величине на квадратную угловую секунду.

7. Небо переходной местности между пригородами и городами

На таком небе, ни при каких условиях не наблюдается ни зодиакальный свет, ни Млечный путь. Невооруженный глаз показывает звезды только до 5 звездной величины, фоновая яркость неба близка к 18 звездной величине на квадратную угловую секунду.

8. Городское небо

На таком небе невооруженным глазом можно заметить лишь несколько самых ярких рассеянных звездных скоплений. Невооруженный глаз показывает звезды только до 4.5 звездной величины, фоновая яркость неба меньше 18 звездных величин на квадратную угловую секунду.

9. Небо центральной части городов

На подобном небе из звездных скоплений можно увидеть лишь . Невооруженный глаз в лучшем случае показывает звезды до 4 звездной величины.

Световое загрязнение от жилых, индустриальных, транспортных и других объектов экономики современной человеческой цивилизации приводит к необходимости создания крупнейших астрономических обсерваторий в высокогорных районах, которые максимально отдалены от объектов экономики человеческой цивилизации. В этих местах соблюдаются специальные правила по ограничению уличного освещения, минимальному движению транспорта ночью, строительству жилых домов и транспортной инфраструктуры. Похожие правила действуют в специальных охранных зонах старейших обсерваторий, которые расположены вблизи крупных городов. К примеру, в 1945 году в радиусе 3 км вокруг Пулковской обсерватории вблизи Санкт-Петербурга была организована защитная парковая зона, в которой было запрещено крупное жилищное или промышленное производство. В последние годы участились попытки организации строительства жилых зданий в этой защитной зоне в связи с высокой стоимостью земли вблизи одного из крупнейших мегаполисов России. Похожая ситуация наблюдается вокруг астрономических обсерваторий в Крыму, которые находятся в регионе крайне привлекательном для туризма.

На изображении от NASA хорошо видно, что наиболее сильно освещены районы Западной Европы, восточной части континентальной части США, Японии, прибрежной части Китая, Ближнего Востока, Индонезии, Индии, южного побережья Бразилии. С другой стороны минимальное количество искусственного света характерно для полярных областей (особенно Антарктиды и Гренландии), районов Мирового океана, бассейнов тропических рек Амазонка и Конго, высокогорного Тибетского плато, пустынных районов северной Африки, центральной части Австралии, северных районов Сибири и Дальнего Востока.

В июне 2016 года в журнале Science было опубликовано подробное исследование по теме светового загрязнения различных регионов нашей планеты (“The new world atlas of artificial night sky brightness“). Исследование показало, что более 80% жителей планеты и более 99% жителей США и Европы живут в условиях сильного светового загрязнения. Больше трети жителей планеты лишены возможности наблюдать Млечный Путь, среди них 60% европейцев и почти 80% североамериканцев. Экстремальное световое загрязнение характерно для 23% земной поверхности между 75 градусами северной широты и 60 градусами южной широты, а также для 88% поверхности Европы и почти половины поверхности США. Кроме того в исследование отмечается, что энергосберегающие технологии по переводу уличного освещения с ламп накаливания на светодиодные лампы приведет к росту светового загрязнения примерно в 2.5 раза. Это связано с тем, что максимум светового излучения светодиодных ламп с эффективной температурой в 4 тысячи Кельвинов приходится на синие лучи, где сетчатка человеческого глаза обладает максимальной светочувствительностью.

Согласно исследованию максимальное световое загрязнение наблюдается в дельте Нила в районе Каира. Это обусловлено чрезвычайно высокой плотностью населения египетского мегаполиса: 20 миллионов жителей Каира живут на площади в половину тысячи квадратных километров. Это означает среднюю плотность населения в 40 тысяч человек на квадратный километр, что примерно в 10 раз больше средней плотности населения в Москве. В некоторых районах Каира средняя плотность населения превышает 100 тысяч человек на квадратный километр. Другие области с максимальной засветкой находятся в областях городских агломераций Бонн-Дортмунд (вблизи границы между Германией, Бельгией и Нидерландами), на Паданской равнине в северной Италии, между городами США Бостон и Вашингтон, вокруг английских городов Лондон, Ливерпуль и Лидс, а также в районе азиатских мегаполисов Пекин и Гонконг. Для жителей Парижа необходимо проехать как минимум 900 км до Корсики, центральной Шотландии или провинции Куэнка в Испании, чтобы увидеть темное небо (уровень светового загрязнения меньше 8% от естественного освещения). А чтобы жителю Швейцарии увидеть чрезвычайно темное небо (уровень светового загрязнения меньше 1% от естественного освещения), то ему придется преодолеть уже более 1360 км до северо-западной части Шотландии, Алжира или Украины.

Максимальная степень отсутствия темного неба характерна для 100% территории Сингапура, 98% территории Кувейта, 93% Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), 83% Саудовской Аравии, 66% Южной Кореи, 61% Израиля, 58% Аргентины, 53% Ливии и 50% Тринидад и Тобаго. Возможность наблюдать Млечный Путь отсутствует у всех жителей небольших государств Сингапур, Сан-Марино, Кувейт, Катар и Мальта, а также у 99%, 98% и 97% жителей ОАЭ, Израиля и Египта соответственно. Странами с наибольшей долей территории, где отсутствует возможность наблюдать Млечный Путь, являются Сингапур и Сан-Марино (по 100%), Мальта (89%), Западный берег (61%), Катар (55%), Бельгия и Кувейт (по 51%), Тринидад и Тобаго, Нидерланды (по 43%) и Израиль (42%).

С другой стороны минимальным световым загрязнением отличаются Гренландия (лишь 0.12% её территории обладает засвеченным небом), Центральноафриканская Республика (ЦАР) (0.29%), тихоокеанская территория Ниуэ (0.45%), Сомали (1.2%) и Мавритания (1.4%).

Несмотря на продолжающийся рост мировой экономики вместе с увеличением энергопотребления наблюдается и рост астрономической образованности населения. Ярким примером этого стала ежегодная международная акция “Час Земли” по выключению света большинством населения в последнюю субботу марта. Первоначально эта акция была задумана Всемирным фондом дикой природы (WWF), как попытка популяризации энергосбережения и снижения выбросов парниковых газов (борьба с глобальным потепление). Однако вместе с тем приобрел популярность и астрономический аспект акции – стремление сделать небо мегаполисов более приспособленным для любительских наблюдений хотя бы на непродолжительное время. Впервые акция была осуществлена в Австралии в 2007 году, а уже в следующем году она получила распространение во всём мире. С каждым годом в акции принимает всё большее число участников. Если в 2007 году в акции участвовало 400 городов 35 стран мира, то в 2017 году участвовали уже более 7 тысяч городов 187 стран мира.

Вместе с тем можно отметить минусы акции, которые заключаются в повышенном риске аварий в энергосистемах мира по причине резкого одновременного выключения и включения огромного количества электроприборов. Кроме того статистика говорит о сильной корреляции отсутствия уличного освещения с ростом травматизма, уличной преступности и другими чрезвычайными происшествиями.

Почему не видно звезд на снимках с МКС?

На снимке хорошо видны огни Москвы, зеленоватое свечение полярного сияния на горизонте, и отсутствие звезд на небе. Огромная разница между яркостью Солнца и даже наиболее яркими звездами приводит к невозможности наблюдения звезд не только на дневном небе с поверхности Земли, но и из космоса. Этот факт хорошо показывает, насколько велика роль “светового загрязнения” от Солнца по сравнению с влиянием земной атмосферы на астрономические наблюдения. Тем не менее, факт отсутствия звезд на снимках неба при пилотируемых полетах к Луне стал одним из ключевых “доказательств” конспирологической теории об отсутствии полетов астронавтов NASA на Луну.

Почему не видно звезд на снимках Луны?

Если разница между видимой светимостью Солнца и ярчайшей звезды – Сириус на земном небе составляет около 25 звездных величин или 10 миллиардов раз, то разница между видимой светимостью полной Луны и яркостью Сириуса уменьшается до 11 звездных величин или примерно в 10 тысяч раз.

В связи с этим наличие полной Луны не приводит к исчезновению звезд на всём ночном небе, а лишь затрудняет их видимость вблизи лунного диска. Тем не менее, одним из первых способов измерения диаметра звезд стало измерение длительности покрытия лунным диском ярких звезд зодиакальных созвездий. Естественно такие наблюдения стремятся проводить при минимальной фазе Луны. Похожая проблема обнаружения тусклых источников вблизи яркого источника света существует при попытках сфотографировать планеты у близких звезд (видимая яркость аналога Юпитера у близких звезд за счет отраженного света составляет примерно 24 звездных величин, а у аналога Земли лишь около 30 звездных величин). В связи с этим пока астрономам удается сфотографировать лишь молодые массивные планеты при наблюдениях в инфракрасном диапазоне: молодые планеты сильно разогреты после процесса планетообразования. Поэтому, чтобы научиться обнаруживать экзопланеты у близких звезд, для космических телескопов разрабатываются две технологии: коронография и нуль-интерферометрия. По первой из технологий яркий источник закрывается затменнным диском (искусственное затмение), по второй технологии свет яркого источника “обнуляется” с помощью специальных методик интерференции волн. Ярким примером первой технологии стала , которая с 1995 года из первой точки либрации занимается мониторингом солнечной активности. На снимках 17-градусной коронографической камеры этой космической обсерватории видны звезды до 6 звездной величины (разница в 30 звездных величин или в триллион раз).

Глядя на красочные фотографии нашей прекрасной Земли, сделанные космонавтами с борта Международной космической станции, вы наверняка замечали, насколько черное небо над нашей планетой. Как любили говорить раньше, небо на снимках «черное, как смоль». Но удивительным образом на небе совершенно не видно звезд!

Например, как на этом фото:

Почему на этом и других подобных снимках Земли из космоса не видно звезд? Фото: Scott Kelly/NASA

Почему же звезды не видны в космосе?

На самом деле звезды видны в космосе прекрасно - лучше, чем с Земли! Во всяком случае, в космосе наблюдениям не мешает наблюдениям - звезды не мерцают, не переливаются разными цветами, не мигают и не дрожат, а светят ровным, спокойным светом. Если бы мы с вами сейчас вдруг перенеслись в космос, то картина, открывшаяся нам за стеклом скафандра, была бы невероятно красива и величественна: мы увидели бы почти 10 тысяч звезд, Млечный Путь, кольцом опоясывающий небо, несколько звездных скоплений и даже ближайшие галактики. И для этого не нужно было бы ждать погоды, взбираться в горы, укрываться от городской засветки в лесах и пустынях…

Что касается фотографий, то дело тут вот в чем. Если вы попробуете сфотографировать ночное небо на смартфон, то результат вас разочарует: у матрицы вашего телефона не хватит чувствительности, чтобы отобразить небо в полной красе. Чтобы получить красивую фотографию звездного неба, на котором отобразились бы даже самые тусклые звезды, нужно снимать с большой экспозицией . Говоря проще, нужно на протяжении долгого времени держать затвор фотокамеры открытым, чтобы накопить свет от звезд . Если же сделать моментальный снимок неба, то на нем вряд ли проявится хотя бы одна звезда.

Но именно это мы и наблюдаем на фотографиях Земли из космоса! Наша планета очень яркая, и для того, чтобы не засветить фотографию, космонавты снимают ее с очень короткими экспозициями. Из-за этого звезды просто не успевают проявиться на черном небе!

Фотография ночной стороны Земли. Пролетая над южным полушарием нашей планеты, японский астронавт Кимия Юи сфотографировал Млечный Путь и две яркие звезды. Это альфа и бета Центавра. Пониже их можно заметить и созвездие Южного Креста. Фото: Kimiya Yui/JAXA

Но есть и другие снимки нашей планеты из космоса - а именно снимки ночного полушария Земли! Чтобы на них что-либо проявилось, например, грозы и молнии или освещенные города, экспозиция должна достигать нескольких секунд. При такой выдержке на фотографиях легко проявляются и звезды!

В качестве примера предлагаю вам красивый видеоролик, смонтированный из множества фотографий Земли, сделанных с борта Международной космической станции. Автор видео выстроил длинную цепочку фотографий, а затем запустил ее со скоростью 24 кадра в секунду, так, чтобы мы увидели не отдельные кадры, а самый настоящий фильм.

В этом фильме показаны и дневные, и ночные виды нашей планеты. Вы сами можете убедиться, что на ночных снимках звезды проявляются отлично!

Post Views: 4 831

16.01.2013, 22:31

16.01.2013, 22:55

Мы вот видим разные. Может у вас там аномалия в Перми?

16.01.2013, 23:06

Ни как не могу понять, почему мы видим одни и те же звезды, зимой и летом. Ведь мы за полгода переносимся по другую сторону Солнца. Звезды, которые мы видели полгода назад должны остаться за Солнцем, т.е. увидеть их можно только днем. А мы их опять видим НОЧЬЮ (угол не имеет значения). Получается, что все видимые нами звезды вращаются вместе с Землей вокруг Солнца с такой же скоростью. Но этого не может быть, т.к. разные орбиты, разные массы и, следовательно - разные скорости. Да и гравитации не хватит. Вот вопрос???
Для любого наблюдателя в течении суток пространственный уголол бзора составяет 4*Pi стерадиан.
Солнце перекрывает далеко не весь пространственный угол, вырезая конус.
Млечный путь виден и зимой и летом, но часть звезд таки видна лишь
в определенное время года.
Как примеры: Плеяды выползают в конце лета, созвездие Ориона
становится хорошо доступным уже осенью.
Эти примеры для северной широты 60 уг. градусов.

17.01.2013, 07:55

Ни как не могу понять, почему мы видим одни и те же звезды, зимой и летом. Ведь мы за полгода переносимся по другую сторону Солнца. Звезды, которые мы видели полгода назад должны остаться за Солнцем, т.е. увидеть их можно только днем.

Все так и происходит, как вы говорите. Зимой и летом мы видим разные звезды.

17.01.2013, 15:16

Ну что накинулись-то... Полярная звезда, звезды Большой и Малой Медведиц и т.п. что зимой, что летом реально видны одинаково.

Солнце мешает видеть на звездном небе конус с углом примерно 25-40 градусов (в зависимости от яркости светила), это совсем немного - оно перекрывает фактически одно-два Зодиакальных созвездия. Остальное в принципе доступно для наблюдений жителям Земли.

Значительно больше нам мешает увидеть собственная Земля. Скажем, для наблюдателя на широте Питера под горизонтом скрыт конус неба с углом 120 градусов!

17.01.2013, 15:53

Тс мог бы зайти и растолковать, про какие звёзды беседа. Если про незаходящие, то да. А так гадай.

17.01.2013, 18:14


комнаты? То же зима - лето.

17.01.2013, 20:20

Я имею в виду Большую медведицу. Но какая разница. Если кружиться вокруг лампочки затылком к лампочке, то как мы увидим вторую половину
комнаты? То же зима - лето.

За Солнцем БМ остаться никак не может, поскольку Солнца там НИКОГДА не бывает. Но видите вы ее по разному - зимой в одной части неба, а летом - в другом.

17.01.2013, 21:30

17.01.2013, 21:37

Понял. В Австралии значит смотрят на другие звезды.

Безусловно.

17.01.2013, 22:07

Вся такая геометрия\физика становится абсолютно понятной, если сделать чертеж в масштабе (смешно! :)) ...- значит эскиз\рисунок,- не забудьте про размер солнечного диска! И если Вы владеете математикой на уровне сИнус-косИнус:) - прикинуть что за чем видно и как. Заодно станет понятно зачем все-таки тригонометрия нужна... До полного осознания понадобится часа 3-4 в течение 2х недель. Поверьте! Вы это потраченное время за всю жизнь не пожалеете - ибо придёт настоящее понимание и просветление и вы сможете много чего другого объяснять. Это правильно задавать простые простые "детские" вопросы - как раз они и несут настоящее Знание, а знание законов назубок, к сожалению, настоящего знания не несёт. Попробуйте дать вопросы из книжки "Знаете ли Вы физику?" Перельмана специалисту со средним высшим образованием - и на 5% правильно не ответит, а диплом есть..., потому что забыли задать очень простые вопросы в своё время себе или Учителю.
p.s. даже МИФИсты старых выпусков "плавают" (ФИЗТЕХ не в счёт! :))

18.01.2013, 22:35

18.01.2013, 22:41

Но возник еще вопрос: почему в созвездиях звезды не меняют свое положение относительно самих себя?

Вы имеете ввиду при движении Земли вокруг Солнца (т.е. в течение года)?

18.01.2013, 22:45

Большое спасибо всем. Представил всё это в пространстве и понял. Но возник еще вопрос: почему в созвездиях звезды не меняют свое положение относительно самих себя?

Они меняют положение. Только очень медленно. Изменение взаиморасположения звезд относительно друг друга в течение нескольких лет ясно видно, если делать точные измерения с помощью специальных инструментов. Но заметно для человесеского глаза очертания созвездий меняются на протяжении тысяч лет. Мы просто столько не живем, поэтому нам кажется, что ничего не меняется на небе. Но это только кажется...

18.01.2013, 22:48

18.01.2013, 22:52

18.01.2013, 22:53

Игорь описал вам изменение положения звезд на небосклоне с течением длительного времени.
Но они также меняют свое положение относительно друг друга из-за смены положения Земли на её орбите. Это явление называется годичный параллакс. Эта величина тоже крайне мала (доли секунд) в связи с большими расстояниями. Погуглите этот термин.
Вот например тут есть (http://www.astrogalaxy.ru/676.html).

18.01.2013, 22:54

С любой стороны. Они ведь тоже вокруг чего-то вращаются и имеют свои орбиты и следовательно должны менять свое положение относительно друг друга, т.е. созвездие как фигура должна измениться.

Разумеется. Звезды, видимые нами, вращаются вокруг центра Галактики. И Солнце тоже. Разные размеры орбит, разные углы наклона плоскости орбит, разные скорости вращения. Поэтому очертания того, что мы называем созвездиями, меняются. Только очень медленно. За человеческую жизнь эти изменения без специальных средств не заметить. Но если было бы можно фугануть лет хотя бы на 5 тыщ назад, то Большую Медведицу, например, вы увидели бы очень заметно другой.

18.01.2013, 23:06

А вообще вот вам (http://www.astrolib.ru/library/46.html), пригодится.

Ваш вопрос - стр.78.

18.01.2013, 23:10

Можно и в "Стеллариуме" понаблюдать.
А еще есть "Celestia". Там и полетать виртуально можно.

18.01.2013, 23:21

Ух ты! Паралакс. Значит можно сделать стерео картинку... Насчет медленого изменения положения, надо это как-то представить.
Прошу извинить - глаза закрываются.

19.01.2013, 02:27

Представьте картину из окна поезда. И мимо ближних деревьев, и мимо далёких гор Вы едете с одинаковой скоростью. Но передние мелькают, а задние стоят.

Знаешь ли ты? Если тебе удается иногда видеть ночное небо, то ты, наверняка, заметил, что там различимо большое количество звезд. И они не просто разбросаны по небу, а собраны в удивительные замысловатые узоры, образуя созвездия.

Главным "героем" зимнего неба по праву можно считать созвездие Ориона. Оно необычайно красиво, состоит из семи звезд, и на небе ты сможешь узнать его по самому яркому свету.
Орион считают одним из самых древних созвездий, которые смог выделить человек на небе.

Древние мифы повествуют, что Орион был красивым и сильным охотником, сыном бога морей Посейдона.

И когда он погиб, отец поместил его на небо в виде прекрасного созвездия. Особо примечательным участком этого скопления звезд являются три ярких звезды, выстроенных в ряд - Альнилам, Минтака и Альнитак. Это Пояс Ориона.
Представь себе охотника-великана, который замахнулся правой рукой, держа дубину. Левая рука его держит щит, пытаясь обороняться от нападающего Тельца. Одним зорким глазом Тельца является звезда Альде-баран. У любого хорошего охотника должен быть верный пес.

А у Ориона их целых два. Созвездия Большого и Малого Псов всегда рядом с Орионом. Самая яркая и популярная звезда в ночном небе называется Сириус. Она принадлежит к созвездию Большого пса и ее часто называют "песьей звездой". Представь на шее Пса ошейник, украшенный драгоценным камнем. Вот именно в этом месте и будет располагаться Сириус, распространяя свой блеск и яркость.

СОВМЕСТИТЕ ПОЛЕЗНОЕ С ПРИЯТНЫМ!

Цель

Найти Зимний круг.

Материалы

Фонарик астронома

Ход работы

Результаты

Когда 7 звёзд соединены воображаемой кривой линией, получается круг.

Почему?

Круг, соединяющий семь ярких звёзд, называется Зимний круг. Неважно, в каком порядке находить звёзды, но обычно легче начать с Пояса Ориона ,

ЕЩЁ ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ФАКТЫ О ЗВЁЗДАХ!

Звезды могут излучать различные цвета. Помочь определить весь спектр лучей, который излучает звезда, астрономам помогает спектроскоп. Эта информация необходима для изучения звезд и определения их температуры. Известно, что самые горячие звезды дают белый и желтоватый свет, а холодные звезды кажутся нам красными.

Ты можешь стать настоящим астрономом и самостоятельно разделить лучи солнца на спектр. Для этого тебе понадобится компакт-диск, который заменит тебе спектроскоп. Направь его на окно так, чтобы солнечные лучи, проходящие через стекло, попадали на поверхность диска. Ты увидишь цветные полоски.
Будь аккуратен: нельзя смотреть прямо на Солнце, это очень вредно для зрения.

По материалам книги Дженис Ванклив "Большая книга Научных развлечений"