О.В. Абрамова
Б.Г. Пшеничнер
КОСМОС
Все о звёздах, планетах, космических странниках
ВВЕДЕНИЕ
В июне 2004 года учёные открыли астероид поперечником 250 метров, который двигался по орбите возможного сближения с Землёй. Астрономы занесли его в каталоги под именем «99 942 Apophis» (предварительное наименование — 2004 MN4). Первые расчёты пути астероида показали, что он может врезаться в нашу планету в пятницу 13 апреля 2029 года. При ударе должна высвободиться энергия, эквивалентная взрыву 1600 мегатонн тротила. В прессе немедленно начали обсуждать возможные масштабы будущей катастрофы. А открытый небесный объект стали называть «Астероид-убийца».
Чтобы представить разрушительные последствия ожидавшегося удара, вспомнили о Тунгусской катастрофе, случившейся 30 июня 1908 года. Причиной того события в сибирской тайге стал взрыв небесного тела в 500 раз меньшего объёма. Но и этого оказалось достаточно, чтобы вырвать с корнем вековые деревья в радиусе около 40 километров. Рассчитано, что падение в океан такого астероида, как Апофис, могло бы вызвать огромные волны цунами и значительные разрушения на суше. К нашему счастью, последующие более точные наблюдения и расчёты орбиты Апофиса убедили учёных, что трагедии не произойдёт. Астероид в тот пока далекий день 2029 года пронесётся вблизи Земли. В момент наиболее тесного соседства нас может разделять около 30 тысяч километров. Это в 13 раз меньше расстояния до Луны и на четверть меньше длины земного экватора. Дистанция по космическим меркам просто ничтожная. Искусственные спутники Земли на геостационарной орбите находятся выше.
Астрономы продолжают внимательно следить за движением Апофиса. Пока не ясно, как изменится его орбита в 2029 году под влиянием земного притяжения. Он может опасно приблизиться к нашей планете, когда снова вернётся к ней в 2036 году. Число подобных космических тел, сближающихся с Землёй и пересекающих её орбиту, измеряется десятками тысяч. Причём их значительная часть всё ещё остается неизвестной. Поэтому мы не знаем, когда и с какой стороны можно ожидать катастрофического удара астероида или ядра небольшой кометы.
Кометно-астероидную опасность земная цивилизация осознала лишь в последние десятилетия. Были предприняты и практические шаги по защите Земли: определена стратегия, разработаны и обсуждаются проекты создания многоуровневой (эшелонированной) системы космической обороны, предложены средства перехвата и разрушения опасных космических объектов с использованием авиации, кораблей, ракет и ядерных зарядов. Особое внимание уделяется поиску потенциально опасных космических объектов. Невольно возникает аналогия с подготовкой военных оборонительных операций. Но если военные операции планируются в интересах отдельных стран и группировок, то создание системы космической защиты Земли необходимо каждому из нас и всему человечеству.
На страницах этого издания рассматривается вероятность катастрофических столкновений Земли с другими небесными телами, рассказывается о Солнечной системе, нашей Галактике, звёздных системах Вселенной. Вы узнаете о природе комет, метеоритов и астероидов, о тех из них, с которыми уже сталкивалась наша планета в недалёком прошлом, и о тех, которые ещё летают в безграничном космосе, представляя угрозу для Земли.
Авторы книги:
Борис Григорьевич Пшеничнер — заслуженный работник культуры РФ, академик Российской Академии космонавтики, специалист в области астрономического и космического образования. Более 40 лет Борис Григорьевич возглавлял отдел астрономии и космонавтики Дворца творчества детей и юношества на Воробьевых Горах. Борис Григорьевич — талантливый популяризатор науки, автор многих учебных пособий и научно-популярных изданий по астрономии и космонавтике.
Оксана Викторовна Абрамова — кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела Внегалактической астрономии Государственного астрономического института имени Штернберга, автор многочисленных научных и научно-популярных статей по астрономии.
Часть I.
Вселенная. Объекты и процессы
ГЛАВА I.
ЗВЕЗДА СОЛНЦЕ
Солнце — самая близкая к Земле звезда, дающая нам свет и тепло. Этот газовый шар не имеет чёткой границы, его плотность убывает постепенно. Почему же мы видим Солнце резко очерченным? Дело в том, что практически всё его видимое излучение исходит из очень тонкого слоя, который называют фотосферой (греч. «сфера света»). Её толщина не превышает 200–300 км, что очень мало по сравнению с радиусом Солнца. Именно тонкость этого слоя и создаёт у наблюдателя иллюзию того, что Солнце имеет «поверхность». Слои выше фотосферы прозрачны для видимого света, а ниже наш взгляд просто не проникает.
Каждому известно, что нельзя смотреть на Солнце невооружённым глазом, а тем более в телескоп без специальных, очень тёмных светофильтров или других устройств, ослабляющих свет. Пренебрегая этим запретом, наблюдатель рискует получить сильнейший ожог глаз. Самый простой способ рассматривать Солнце — спроецировать его изображение на белый экран. При помощи даже маленького любительского телескопа можно получить увеличенное изображение солнечного диска с множеством деталей. Однако профессиональные астрономы для изучения Солнца используют специальные инструменты — солнечные телескопы.
Грануляция создаёт общий фон, на котором можно наблюдать гораздо более контрастные и крупные объекты — солнечные пятна и факелы. Солнечные пятна — это тёмные образования на диске Солнца. В телескоп видно, что крупные пятна имеют довольно сложное строение: тёмную область (называемую тенью) окружает полутень, диаметр которой в 2–3 раза превышает размер тени. Если пятно наблюдается на краю солнечного диска, то создается впечатление, что оно похоже на глубокую тарелку. Происходит это потому, что газ в пятнах прозрачнее, чем в окружающей атмосфере, и взгляд проникает глубже. По величине пятна бывают очень разными — от малых, диаметром примерно 1 000–2000 км, до гигантских, значительно превосходящих размеры нашей планеты. Отдельные пятна могут достигать в поперечнике 40 тыс. км.
На первый взгляд диск Солнца кажется однородным. Однако если приглядеться, на нём можно обнаружить много крупных и мелких деталей. Даже при среднем качестве изображения видно, что вся фотосфера состоит из светлых зёрен — гранул — и тёмных промежутков между ними. Размеры гранул невелики по солнечным масштабам, 1000–2000 км в поперечнике; тёмные межгранульные дорожки более узкие, примерно 300–600 км в ширину. На солнечном диске наблюдается одновременно около миллиона гранул.
Диаметр самого большого из наблюдавшихся пятен — 100 тыс. км. Установлено, что пятна — это места выхода в солнечную атмосферу сильного магнитного поля. Там, где поле сильнее, температура падает. Пятна холоднее окружающего их вещества, а следовательно, менее яркие. Вот почему на общем фоне они выглядят тёмными. Практически всегда пятна окружены светлыми ажурными полями, которые называют факелами или факельными полями. Особенно отчетливо они видны на краю солнечного диска и кажутся набором ярких волокон, образующих ячейки размером около 30 тыс. км. По-видимому, факелы тоже являются местами выхода магнитного поля в наружные слои Солнца, но это поле слабее, чем в пятнах.
Пятна и факелы вместе образуют активные области. Именно там происходят солнечные вспышки, и над ними в верхних слоях солнечной атмосферы висят протуберанцы. Все сложные процессы, происходящие в активных областях на Солнце, связаны с изменчивостью породившего их магнитного поля.
Как изучают Солнце?
Основным инструментом астронома, который наблюдает Солнце, является телескоп. И хотя принцип действия всех телескопов общий, для каждой области астрономии разработаны свои модификации этого прибора. По небосводу Солнце движется лишь в ограниченной области, внутри полосы шириной около 47°. Поэтому солнечному телескопу не нужна монтировка для наведения в любую точку неба. Его устанавливают неподвижно, а солнечные лучи направляются подвижной системой зеркал — целостатом.