Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 15 из 31)

Все спутники, для которых удалось установить вращение вокруг
оси, в том числе и Луна, повернуты к своей планете всегда одной
и той же стороной. Поэтому их звездные периоды вращения равны
периодам их обращения вокруг своих планет, вследствие чего ни
с одной планеты нельзя видеть обратную сторону этих спутников.

Четыре наибольших спутника Юпитера иногда можно разглядеть
даже в призменный бинокль. В телескоп за несколько часов можно
проследить, как спутники заметно перемещаются (рис. 57), иногда
проходят между Юпитером и Землей, а иногда уходят за диск Юпи-
тера или в его тень. Наблюдая периодичность этих затмений спутни-
ков, Ремер в XVII в. открыл, что скорость распространения света
конечна, и установил ее числовое значение.

Многие из спутников планет интересны своим движением; на-
пример, Фобос обращается вокруг Марса втрое быстрее, чем сама
планета вращается вокруг оси. Поэтому для наблюдателя на Мар-
се он дважды в сутки восходит на западе и дважды полностью ме-
няет все фазы, проносясь по небосклону навстречу суточному вра-
щению звезд. Спутники Марса близки к его поверхности. Фобос
находится от поверхности Марса на расстоянии меньшем, чем
диаметр планеты.

Далекие спутники Юпитера и Сатурна очень малы, и некоторые
из них обращаются в сторону, противоположную вращению самой
планеты. У всех спутников Урана плоскости орбит почти перпен-
дикулярные плоскости орбиты Урана и близки к плоскости эквато-
ра планеты.

Ъ7

2. Движение Луны. Луна движет-
ся вокруг Земли в ту же сторону,
в какую Земля вращается вокруг
своей оси.

Звездный, или сидерический, ме-
сяц — это период обращения Луны
вокруг Земли относительно звезд;
синодический месяц — это период об-
ращения Луны вокруг Земли относи-
тельно Солнца. Синодический ме-
сяц — это промежуток времени меж-
ду одинаковыми фазами Луны.
Звездный месяц равен 27,3 сут,а синодический месяц—29,5 сут.

Луна L (рис. 58) проходит за
сутки по своей орбите 360°: 27,3«13°.
За 27,3 сут Земля Т вместе с Луной
пройдет по своей орбите относи-
тельно Солнца дугу ТТЬ почти 27°.
Луне, следовательно, понадобится

еще около 27°: 13° «2 сут, чтобы прийти в прежнее положение
относительно Земли и Солнца. Так и получается, что синодический
месяц, иначе солнечные сутки Луны, составляет около 29,5 земных
суток. Следовательно, на Луне продолжительность дня равна двум
земным неделям и две наши недели составляют там ночь.

Ближайшая к Земле точка эллиптической лунной орбиты назы-
вается перигеем, а наиболее удаленная — апогеем.

Схема, поясняющая смену фаз Луны, показана на рисунке 59.
Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть ее диска
тоже слегка светится. Это явление называется пепельным
светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону
Луны отраженным солнечным светом.

Рис. 57. Примеры изменения расположения четырех главных спутников Юпитера
за три последующих дня.

Рис. 56. Фотография Фобоса —
спутника Марса, сделанная
с одного из искусствен-
ных спутников.

3. Лунные и солнечные затмения. Земля и Луна, освещенные Солн-
цем, отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и конусы полутени
(расходящиеся). Они изображены на рисунке 60. Когда Луна попа-
дает в тень Земли полностью или частично, происходит полное
или частное затмение Луны С Земли оно видно одновременно
отовсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны
продолжается, пока Луна не начнет выходить из земной тени, и мо-

жет длиться до 1 ч 40 мин. Сол-
нечные лучи, преломляясь в атмо-
сфере Земли, попадают в конус зем-
ной тени. При этом атмосфера сильно
поглощает голубые и соседние с ними
лучи (вспомните спектр), а пропу-
скает внутрь конуса преимуществен-
но красные лучи, которые она погло-
щает слабее. Вот почему Луна при
большой фазе затмения окрашива-
ется в красноватый цвет, а не пропа-
дает совсем. В старину затмения
Луны боялись как страшного пред-
знаменования, считали, что «месяц
обливается кровью». Лунные затме-
ния бывают до трех раз в году, раз-
деленные почти полугодовыми про-
межутками, и, конечно, лишь в п о л-
н о л у н и е.

Солнечное затмение как полное
видно только там, где на Землю
падает пятно лунной тени. Диаметрпятна не превышает 250 км, и по-этому одновременно полное затмение

Легко понять, что фазы Земли
и Луны взаимно противоположны.
Когда Луна почти полная, Земля
с Луны видна как узкий серп. На
рисунке 31 представлена фотография
неба и лунного горизонта с Землей,
у которой видна лишь ее освещенная
часть — меньше полукруга.

17 1. Серп Луны вечером обращен вы-
пуклостью вправо и близок к горизонту.
В какую сторону горизонта вы смотрите?

Сегодня верхняя кульминация Луны
произошла в полночь. Когда верхняя
кульминация Луны повторится завтра?

Через какие промежутки времени звез-
ды кульминируют на Луне?

Рис. 58. Различие между звездным
месяцем и синодическим
месяцем.

Рис. 59. Смена лунных фаз (сол-
нечные лучи падают снизу,
вверху изображены лун-
ные фазы, видимые с
Земли).

I 1 ч

Рис. 60. Схема затмений Луны и Солнца (масштаб рисунка не соблюдается).

Солнца видно лишь на малом участке Земли. Когда Луна пере-
мещается по своей орбите, ее тень движется по Земле с запада
на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного
затмения (рис. 61).

Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается част-
ное затмение Солнца (рис. 62).

Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и
Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то больше, то меньше
солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца
длится до 7 мин 40 с, в третьем — только одно мгновение, а во
втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблю-
дается кольцеобразное затмение. Тогда вокруг темного диска
Луны виден сияющий ободок солнечного диска.

На основе точного знания законов движения Земли и Луны вы-
числены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как
они будут видны. Составлены карты, на которых показаны полоса
полного затмения, линии, где затмение будет видно в одинаковой
фазе (изофазы), и линии, относительно которых для каждой мест-
ности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затме-
ния. Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до
пяти, в последнем случае непременно частных. В среднем в одном
и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрез-
вычайно редко — лишь однажды в течение 200—300 лет.

Особый интерес для науки представляют полные затмения
Солнца, наводившие ранее суеверный ужас на невежественных лю-
дей. Их считали предзнаменованием войны, конца света.

Астрономы предпринимают экспедиции в полосу полного затме-
ния, чтобы в течение секунд, редко минут полной фазы изучать
внешние разреженные оболочки Солнца, невидимые непосредственно
вне затмения. Во время полного солнечного затмения небо темне-
ет, по горизонту горит заревое кольцо — свечение атмосферы, ос-

Рис. 61. Перемещение пятна лун- Рис. 62. Последовательность фаз частного

ной тени по Земле. затмения Солнца (снизу вверх из

ряда в ряд).

вещенной лучами Солнца в местностях, где затмение неполное,
вокруг черного солнечного диска простираются жемчужные лучи
так называемой солнечной короны (см. рис. 76).

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью
эклиптики, каждое новолуние происходило бы солнечное, а каждое
полнолуние — лунное затмение. Но плоскость лунной орбиты пе-
ресекает плоскость эклиптики под углом 5°9/. Поэтому Луна обыч-
но проходит севернее или южнее плоскости эклиптики, и затмений
не происходит. Лишь в течение двух периодов в году, разделен-
ных почти полугодом, когда в полнолунии и новолунии Луна
находится вблизи эклиптики, возможно наступление затмения.

Дело осложняется тем, что плоскость лунной орбиты вращает-
ся в пространстве (это один из видов возмущений в движении
Луны относительно Земли, производимых притяжением Солнца). За
18 лет плоскость лунной орбиты делает полный поворот и периоды
возможных затмений смещаются по датам года. Ученые древности
подметили периодичность в затмениях, связанную с этим 18-лет-
ним периодом, и могли поэтому приближенно предсказывать наступ-
ление затмений. Сейчас ошибки предвычисления моментов затмений
составляют менее 1 с.

Сведения о предстоящих затмениях и об условиях их видимбс-
ти даются в «Школьном астрономическом календаре».

181. Вчера было полнолуние. Может ли быть затмение Солнца завтра? через
неделю?

Послезавтра будет солнечное затмение. Будет ли сегодня лунная ночь?

Можно ли с Северного полюса Земли наблюдать солнечное затмение
15 ноября? 15 апреля?

Можно ли с Северного полюса Земли видеть лунные затмения, происхо-
дящие в июне и ноябре?

Как отличить фазу затмения Луны от одной из ее обычных фаз?

Какова продолжительность солнечных затмений на Луне по сравнению с
продолжительностью их на Земле?