Приветствую Вас Гость | RSS

Астродамус

Суббота, 29.04.2017, 00:41

Про созвездия и астеризмы

Наблюдателю-новичку звездное небо в городе видится как беспорядочный набор светящихся точек — чуть поярче, чуть послабее; в деревне, ну или далеко за городом, звездное небо превращается в красивейшую светящуюся россыпь — однако, при всей красоте, совершенно хаотическую и беспорядочную. Для того, чтобы успешно использовать звездное небо для астрономического определения координат и ориентирования на местности, в этот хаос совершенно необходимо привнести четкую систему. Наши с вами предки прекрасно это понимали, и вот уже 2000 лет как наше небо разделяется на различного размера участки — созвездия. Наиболее яркие звезды, входящие в то или иное созвездие, образуют некую фигуру, или контур. Созвездия по традиции называются именами животных (Большой Пес, Лисичка, Ящерица), птиц (Ворон, Орел), мифических персонажей (Андромеда, Персей), предметов (Стрела, Щит, Чаша) — однако чаще всего сходство контура созвездия с вышеупомянутыми животными/птицами/мифическими героями, мягко говоря, небольшое (если оно вообще есть). Почему так произошло и отчего — я понятия не имею, интересующихся отсылаю к различного рода сайтам и книжкам типа «Сказки о созвездиях». Следует знать, что, помимо созвездий, астрономы часто пользуются астеризмами — то есть приметными фигурами, состоящими из звезд; астеризмы (в отличие от созвездий) всегда похожи на то, что они обозначают: Большой Ковш (в Большой Медведице), Квадрат (в Пегасе), Чайник (в Стрельце), Большой Летний Треугольник, Большой Зимний Треугольник и т.д.

Яркие звезды, входящие в одно созвездие, по традиции обозначаются буквами греческого алфавита. Видимую яркость звезд принято измерять в звездных величинах — безразмерных условных единицах, причем чем меньше звездная величина, тем ярче звезда: звезда первой звездной величины (1m) ярче звезды пятой звездной величины (5m) ровно в 100 раз. Наиболее яркие и приметные звезды уже в древности получили собственные имена (Сириус, Альдебаран, Денеб и т.д.); 58 из именованных звезд являются так называемыми навигационными звездами — то есть их небесные координаты приводятся во всех навигационных астрономических таблицах, справочниках и ежегодниках (включая, само собой, Nautical Almanac); авиационные и судовые штурманы (не говоря уже о собственно астрономах) должны уметь безошибочно отыскивать на небе навигационные звезды. Вид звездного неба изменяется в зависимости от времени года, в зависимости от времени суток и, наконец, в зависимости от местоположения точки наблюдения — поэтому наблюдателю необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе, какие навигационные звезды в данной местности могут быть видны, в каком направлении, и в какое время.

Вот список навигационных звезд для широты Саратова с указанием их звездной величины и основного сезона видимости:

Звезда Величина Обозначение/Созвездие Сезон
Адара 1.5m ε Большого Пса Зима
Альдебаран 0.85m α Тельца Зима
Алиот 1.75m ε Большой Медведицы Круглогодично
Алькаид (Бенетанаш) 1.85m η Большой Медведицы Круглогодично
Альнилам 1.65m ε Ориона Зима
Альфард 1.95m α Гидры Весна
Альфекка (Гемма) 2.20m α Северной Короны Весна
Альферац (Сиррах) 2.05m α Андромеды Осень
Альтаир 0.75m α Орла Лето
Антарес 1.05m α Скорпиона Лето
Арктур 0.15m α Волопаса Весна
Беллатрикс 1.60m γ Ориона Зима
Бетельгейзе 0.45m α Ориона Зима
Вега 0.00m α Лиры Лето
Денеб 1.25m α Лебедя Лето
Денебола 2.10m β Льва Весна
Дифда 2.00m β Кита Осень
Дубхе 2.00m α Большой Медведицы Круглогодично
Гамаль 2.00m α Овна Осень
Гиена 2.55m γ Ворона Весна
Зубенельгенуби 2.75m α Весов Весна
Капелла 0.05m α Возничего Зима
Каус Аустралис 1.75m ε Стрельца Лето
Кохаб 2.05m β Малой Медведицы Круглогодично
Маркаб 2.45m α Пегаса Осень
Менкар 2.50m α Кита Осень
Мирфак 1.75m α Персея Осень
Нунки 2.05m σ Стрельца Лето
Полярная 1.95m α Малой Медведицы Круглогодично
Поллукс 1.15m β Близнецов Зима
Процион 0.40m α Малого Пса Зима
Расальхаг 2.05m α Змееносца Лето
Регул 1.35m α Льва Весна
Ригель 0.15m β Ориона Зима
Сабик 2.45m η Змееносца Лето
Сириус -1.45m α Большого Пса Зима
Спика 0.95m α Девы Весна
Фомальгаут 1.15m α Южной Рыбы Осень
Шедар 2.20m α Кассиопеи Круглогодично
Эльнат (Альнас) 1.65m β Тельца Зима
Эниф 2.35m ε Пегаса Осень
Этамин (Эльтанин) 2.20m γ Дракона Круглогодично

Вспомним школу

Поиск навигационной звезды — это прежде всего поиск созвездия, в которое эта звезда входит. Процедура поиска созвездия — занятие не самое простое для новичка, и требует определенного навыка. Со школьной скамьи вам, вне всякого сомнения, знаком такой вид учебных пособий, как контурные карты. Даже на обычной карте (с названиями) иногда бывает сложно найти какой-нибудь небольшой поселок городского типа или мелкую речку — а на контурной карте и вовсе присутствуют только точки и линии. А теперь представьте себе, что вам задают задачу по идентификации фрагмента контурной карты, только еще при этом и поворачивают ее на произвольный угол от нуля до 180 градусов. Проверьте себя — посмотрите вот на этот фрагмент и скажите, карта какой местности здесь изображена?

Совершенно верно, конечно же, вы сразу же без всяких проблем поняли, что это самая обыкновенная карта Европы, просто перевернутая «немного кверху ногами». Ну, а если поняли не сразу — что ж, в этом нет ничего удивительного и уж тем более постыдного. Такая карта сродни рисованной головоломке в детском журнале «помогите охотнику найти, где спрятались зайцы» — глаз упорно ищет привычные, неперевернутые, контуры, и для того, чтобы узнать знакомые очертания (скажем, «сапога» Италии или Британских островов), может потребоваться достаточно много времени.

При чем здесь контурные карты и школьная география? - спросите вы. Дело в том, что звездное небо представляет из себя практически ту самую контурную карту, которая еще и вращается — то есть в зависимости от времени года и суток контуры каждого созвездия перемещаются по небу и поворачиваются, совершая за год полный оборот. Поэтому хрестоматийное изображение созвездия Большой Медведицы («ковша»), вот такое:

На самом деле может на небе выглядеть вот так:

Нашли ковш? Отлично! Это, конечно, очень грубое приближение того, как созвездие может выглядеть в хорошую загородную ночь — но все-таки намного более реалистичное, чем популярные картинки из учебников.

Как видите, помимо поворота нам пришлось добавить еще и множество мелких звезд, которые чудесно «маскируют» и без того непростые для поиска контуры. Таким образом, задачка поиска даже крупного и известного всем созвездия совсем не такая простая — и зачастую даже достаточно опытные астрономы-любители со стажем далеко не всегда сразу соображают, «где здесь и что», особенно если небо частично закрыто облаками. Именно поэтому я решил не размещать (во всяком случае, подробно) на своем сайте столь популярные сейчас картинки с контурами созвездий — ибо вы всегда можете открыть Google или Wikipedia, найти моря этих самых картинок, до одури в них насмотреться, а после этого выйти под живое звездное небо и не отыскать (без посторонней помощи) вообще ничего. Изучать звездное небо следует только в движении, в динамике — или настоящее небо, или хотя бы его модель в планетарии (в том числе, в компьютерной программе-планетарии); только тогда – и то только спустя какое-то время! — ваш глаз приучится автоматически учитывать все сдвиги и повороты контуров и уверенно находить созвездия и навигационные звезды.

С другой стороны, разбираться в контурах созвездий навигатору/астроному-любителю любого уровня надо обязательно — потому что прежде чем наблюдать планету или галактику или, скажем, измерять положение светила в небе, надо найти нужный объект, и быть при этом на 100% уверенным в том, что найден именно тот объект, который нас интересует. В противном случае можно ошибиться очень жестоко — скажем, если наблюдатель вместо высоты Поллукса (β Близнецов) случайно взял высоту Кастора (α Близнецов), грубая оценка ошибки при астрономическом определении географических координат наблюдателя может составить ±500 км. Сами понимаете, в таком случае любые вычисления попросту теряют смысл. По этой же причине исключительно важно отслеживать по календарю перемещения ярких планет — скажем, если вам известно, что сейчас планета Сатурн располагается вблизи от Спики (α Девы), то следует либо быть вдвойне аккуратным при поиске вышеупомянутой звезды для измерения ее положения, либо вообще выбрать для астроопределения другую звезду. Опытный наблюдатель сумеет отличить звезду от планеты и по блеску, и по цветовому оттенку — однако, скажем, при не особо хороших погодных условиях может прийтись туго даже самому опытному наблюдателю.

Для красоты я все-таки приведу здесь несколько обзорных звездных карт — для околополярных созвездий и для созвездий, характерных для южной стороны горизонта в то или иное время года. Однако я настоятельно рекомендую использовать их только в качестве отправной точки — и в дальнейшем изучать звездное небо самостоятельно хотя бы в программе-планетарии (например, Stellarium); впрочем, вне всякого сомнения, никакие планетарии и календари никогда не сравнятся с наблюдениями живого звездного неба — ни по пользе, ни по красоте.

Околополярная область

Зима

Весна

Лето

Осень

Про волшебный автомат

«А зачем все эти сложности, все эти тренировки глаз, все эти запоминания таблиц, контуров созвездий и названий звезд, если у современных телескопов есть расчудесные системы GOTO, которые находят на небе все, что нужно, абсолютно автоматически?» — спросите вы. Ну что ж, системы GOTO действительно очень удобны в работе и могут найти нужный объект быстро и точно — в конце концов, у меня у самого телескоп с подобной автоматикой. Проблема заключается в том, что для того, чтобы автоматика телескопа начала работать, ей требуется так называемая «привязка», или, на варварском русско-английском языке, «элайнмент», то есть процедура, во время которой вы должны сами «ткнуть» систему наведения телескопа в одну, две или три известные вам звезды — точнее даже, не известные, а такие, которые вы умеете находить самостоятельно. «Отлично, чел!» — как бы говорит тебе автомат — «Я наведусь на любой объект из 30.000, прописанных в моей базе данных, только сперва наведи меня... какое там сегодня число? сколько времени? Наведи меня на Бетельгейзе, Капеллу и Шеат — а дальше я уже сам...». Вывод напрашивается сам собой — если наблюдатель более-менее знает звездное небо, система GOTO станет ему замечательным помощником и сэкономит кучу времени; если нет — толку от автоматики не будет никакого. Ну и, помимо всего прочего, все системы GOTO начинают свою настройку с того, что просят ввести в процессор точное время и координаты места наблюдения. И если задача наших наблюдений — определение географических координат, то ситуация и вовсе получается совершенно анекдотическая. Так что выбора здесь на самом деле нет ни для будущего навигатора, ни для будущего астронома; только тренировка глаз, запоминание таблиц, контуров созвездий и названий звезд.

Следующая глава...