Занимательная астрономия - Яков Перельман

Другая планета, ярко сияющая на небе Венеры – Меркурий, ее утренняя и вечерняя звезда. Впрочем, и с Земли Меркурий виден яркой звездой, перед которой меркнет свет Сириуса. На Венере эта планета светит почти в три раза ярче, чем на Земле. Зато Марс сияет в 2½ раза слабее: чуть тусклее, чем у нас светит Юпитер.

Что касается неподвижных звезд, то очертания созвездий совершенно одинаковы на небе всех планет солнечной системы. С Меркурия, с Юпитера, с Сатурна, с Нептуна и с Плутона мы увидели бы одни и те же звездные узоры. Так велико удаление звезд по сравнению с планетными расстояниями.

Умчимся с Венеры на маленький Меркурий, перенесемся в странный мир, лишенный атмосферы, не знающий смены дня и ночи. Солнце неподвижно висит здесь на небе огромным диском, в шесть раз большим (по площади), чем на Земле (рис. 67). Наша планета на небе Меркурия светит примерно вдвое ярче, чем Венера на земном небе. Сама Венера сияет здесь необычайно ярко. Никакая другая звезда или планета нигде в нашей системе не светит так ослепительно, как Венера на черном, безоблачном небе Меркурия.

Перенесемся на Марс. Солнце кажется отсюда диском, втрое меньшим по площади, чем с Земли (рис. 67). Наш собственный мир сияет на небе Марса утренней и вечерней звездой, как у нас Венера, но тусклее ее, примерно так, как мы видим Юпитер. Земля никогда не видна здесь в своей полной фазе: марсиане могли бы видеть сразу не больше 3/4 ее диска. Наша Луна видна была бы с Марса простому глазу звездой, почти столь же яркой, как Сириус. В телескоп и Земля и сопутствующая ей Луна показали бы свои фазы.

Гораздо больше внимания должен привлекать к себе на марсовом небе ближайший спутник Марса – Фобос: при ничтожных своих размерах (16 км в диаметре) он настолько близок к Марсу, что в период «полнофобосия» сияет в 25 раз ярче, чем Венера у нас. Так как период его обращения вокруг Марса меньше, чем период вращения планеты, Фобос восходит на западе, пересекает марсианское небо против суточного движения звезд и заходит на востоке. Второй спутник, Деймос, заметно менее ярок, но и он затмевает свет Земли на марсовом небе. Несмотря на малые размеры, Фобос так близок к Марсу, что его фазы с Марса хорошо видны. Человек с очень острым зрением, вероятно, заметил бы и фазы Деймоса (Деймос виден с Марса под углом 1' а Фобос – под углом около 6').

С поверхности Фобоса мы увидим совершенно исключительное зрелище: на небе сияет, быстро меняя фазы, исполинский диск в несколько тысяч раз ярче нашей Луны. Это Марс. Диск его занимает на небе 41°, т. е. в 80 раз больше, чем у нас Луна. Только на ближайшем спутнике Юпитера можно наблюдать подобную же необычайную достопримечательность неба.

Перенесемся на поверхность упомянутой сейчас планеты-исполина. Если бы небо Юпитера было ясно, Солнце сияло бы на нем диском, в 25 раз меньшим по площади, чем на нашем небе (рис. 67); во столько же раз Солнце там и тусклее светит. Короткий пятичасовой день быстро сменяется ночью; на звездном фоне станем искать знакомые планеты. Мы их найдем, но как они здесь изменились! Меркурий совершенно теряется в лучах Солнца; Венеру и Землю можно наблюдать в телескоп только в сумерках, – они заходят вместе с Солнцем.[30] Марс едва заметен. Зато Сатурн соперничает по яркости с Сириусом.

Видное место на небе Юпитера занимают его луны: спутники I и II примерно также ярки, как Земля на небе Венеры, III – втрое ярче, чем Земля, видимая с Венеры, IV и V – в несколько раз ярче Сириуса. Что касается их размеров, то видимые поперечники первых четырех спутников больше видимого поперечника Солнца. Первые три спутника при каждом обороте погружаются в тень Юпитера, так что в фазе полного диска они никогда не видны. Полные солнечные затмения тоже бывают в этом мире, но область их видимости обнимает лишь узкую полоску поверхности Юпитера.

Едва ли, впрочем, атмосфера на Юпитере так же прозрачна, как у нас на Земле: для этого она там слишком высока и плотна.

Необыкновенно эффектное зрелище представляет сам Юпитер, видимый со своих ближайших спутников (рис. 68). Например, с пятого (самого близкого) спутника исполинский диск планеты имеет поперечник почти в 90 раз больше нашей Луны[31] и сияет всего в шесть-семь раз слабее Солнца. Когда он касается горизонта нижним своим краем, его верхний край приходится у середины небосклона. А погружаясь под горизонт, диск этот занимает восьмую часть всего кругозора. По этому быстро вращающемуся диску проходят время от времени темные кружки – тени юпитеровых лун, бессильных, конечно, сколько-нибудь заметно «затмить» гигантскую планету.

Переходя к следующей планете, к Сатурну, проследим лишь за тем, в каком виде представляются наблюдателю на Сатурне знаменитые кольца этой планеты. Оказывается, прежде всего, что кольца видны не из всех точек поверхности Сатурна. Начиная от полюсов до 64-й параллели расположены те места, где кольца вовсе не видны. На границе этих полярных областей можно видеть лишь внешний край наружного кольца (рис. 69). Начиная с 64-й параллели до 50-й условия видимости колец улучшаются, видна все большая их часть, а на 50-й параллели наблюдатель может любоваться всей шириной колец, которые здесь представляются под наибольшим углом – в 12°. Ближе к экватору планеты они суживаются для наблюдателя, хотя и поднимаются выше над горизонтом. На самом экваторе Сатурна можно наблюдать кольца в виде очень узкой полоски, пересекающей небесный свод с запада на восток и проходящей через зенит.

Рис. 68. Юпитер, наблюдаемый с его третьего спутника

Рис. 69. Как определить видимость сатурновых колец для различных точек поверхности этой планеты. В полярной области до 64-й параллели кольца не видны совсем.

Сказанное не дает еще полного представления об условиях видимости колец. Надо помнить, что освещена всегда только одна сторона колец, другая остается в тени. Эта освещенная часть видна лишь с той половины Сатурна, к которой она обращена. В течение половины долгого сатурнова года можно видеть кольца только с одной половины планеты (в остальное время они видны с другой половины), да и то преимущественно только днем. В те краткие часы, когда кольца видны ночью, они частью затмеваются тенью планеты. Наконец, еще одна любопытная подробность: экваториальные районы в течение ряда земных лет бывают затемнены кольцами.[32]

Самая феерическая небесная картина без сомнения та, которая открылась бы наблюдателю с одного из ближайших спутников Сатурна. Эта планета со своими кольцами, особенно в неполной фазе, когда Сатурн виден в форме серпа, представляет зрелище, какого нельзя видеть ни из какого другого места нашей планетной семьи. На небе вырисовывается огромный серп, пересеченный узкой полоской колец, которые наблюдаются с ребра, а вокруг них – группа сатурновых спутников также в виде серпов, только гораздо меньших размеров.

Ниже представлен – в нисходящем порядке – сравнительный блеск разных светил на небе других планет:

Мы выделили №№ 4, 7 и 10 – вид планет с Земли, так как их знакомый нам блеск может служить опорой для оценки видимости светил на других планетах. Здесь особенно наглядно видно, что наша собственная планета – Земля – по яркости занимает одно из первых мест на небе ближайших к Солнцу планет: даже на небе Меркурия она сияет сильнее, чем у нас Венера и Юпитер.

В статье «Звездная величина планет» (гл. IV) мы возвратимся к более точной, количественной оценке блеска Земли и других планет.

Приводим, наконец, ряд числовых данных. Они могут понадобиться читателю для справок.

Солнце: диаметр 1 390 600 км, объем (Земли = 1) 1 301 200, масса (Земли = 1) 333 434, плотность (воды = 1) 1,41.

Луна: диаметр 3473 км, объем (Земли = 1) 0,0203, масса (Земли = 1) 0,0123, плотность (воды = 1) 3,33. Среднее расстояние от Земли 384 400 км.

Размеры. Масса. Плотность. Спутники

(для планет-гигантов приводится число самых крупных спутников, а в скобках общее количество)

Продолжение

Расстояния. Обращение. Вращение. Тяжесть

Рис. 70

Рис. 71

В таблице на стр. 186–187 приведены данные о планетах солнечной системы.

Нарис. 70–71 дано наглядное представление о том, какими кажутся планеты в небольшой телескоп, увеличивающий в сто раз. Направо для сравнения дана Луна, как она видна при подобном увеличении (рисунок надо держать на расстоянии ясного зрения, т. е. в 25 см от глаз). Налево вверху изображен при указанном увеличении Меркурий в наименьшем и наибольшем удалении от нас. Под ним – Венера, затем Марс, система Юпитера и Сатурн с крупнейшим своим спутником. (Подробнее о видимых размерах планет – см. в моей книге «Занимательная физика», кн. 2, гл. IX.)