Велике протистояння Марса

У найближчі дні відбудеться досить рідкісна подія - велике протистояння Марса. Приблизно кожні два роки і два місяці найближча зовнішня планета проходить поблизу продовження умовної прямої, що проходить через Сонце і Землю, і цілком логічно виявляється від нас на досить близькій відстані. Однак, оскільки форма марсіанської орбіти помітно відрізняється від кругової, яку кожен раз виявляється іншим. Найменшим воно буває, коли протистояння відбуваються в інтервалі з другої половини липня до вересня - тоді Марс може підходити до нас менш ніж на 0,4 астрономічної одиниці (приблизно 60 млн км). Такі зближення відбуваються раз в 15-17 років і називаються великими протистояннями.

В ході попереднього великого протистояння, що мав місце 28 серпня 2003 року Червона планета зблизилася з Землею до 0,3729 а.о. (55,79 млн км) - так близько вона не підходила до нас протягом останніх 63 тис. Років. Цей рекорд буде побитий порівняно скоро (за астрономічними мірками) - в серпні 2287 р поточному році власне протистояння відбудеться 27 липня, а через три доби відбудеться максимальне зближення з Марсом, коли відстань до нього складе 0,385 а.о. (57,6 млн км).

Марс зіграв важливу роль в історії цивілізації. Він став важливим «персонажем» вірувань і міфології древніх народів. На честь нього отримав своє ім'я один з найбільших міст планети - Каїр. У стародавніх греків він мав назву Арес і був одним з центральних персонажів пантеону, богом війни, сином головного бога Зевса і богині Гери. У Спарті йому навіть приносили в жертву людей. Астрономічний символ планети - спис і щит - теж сходить до тієї епохи. Римська міфологія почитала Марс як найважливіше божество після Юпітера і захисника Риму.

Перші спостереження Марса були виконані ще давньоєгипетських вченими в 1534 до н.е. Ними ж було помічено ретроградний (зворотній) рух планети і розрахована його траєкторія разом з точкою, де вона змінює напрямок свого руху серед зірок. Вавилонські астрономи вперше провели вимірювання положень Марса на нічному небі. Користуючись даними єгиптян і вавилонян, давньогрецькі філософи і астрономи розробили детальну геоцентричну модель світу, що пояснює видимі «петлеподібні» траєкторії планет. Однак теорії прийнятної точності створити не вдавалося до тих пір, поки за справу не взявся великий Йоганн Кеплер (Johann Kepler), на той час остаточно віддав свої переваги геліоцентричну систему. Завдяки обробці найточніших на той момент позиційних спостережень Марса, виконаних його вчителем Тихо Браге (Tycho Brahe), знаменитий німецький астроном сформулював три закони руху планет, які стали з часом основою небесної механіки - зокрема, він постулював еліптичності планетних орбіт.

Якісно новий період в дослідженнях Марса пов'язаний з вдосконаленням телескопів, внесок в яку вніс італійський астроном і оптик Франческо Фонтана (Francesco Fontana). Свої астрономічні спостереження він почав в 1629 р Вельми плідними для науки стали спостереження Червоної планети, проведені ним в 1636-1639 рр. Завдяки високій якості своїх інструментів вченому вдалося помітити плями на її диску і, стежачи за їх зміщенням, висунути ідею про її обертанні навколо своєї осі. На малюнках Фонтана Марс має кулясту форму, але деталі його поверхні астроном зобразив неправильно.

Основний масив своїх спостережень Франческо Фонтана виклав у виданій їм 1646 р книзі Novae coelestium, terrestrium que rerum observationes - «Нові спостереження земних і небесних речей», що стала першою ілюстрованою книгою в телескопічну епоху. Ця книга, що містила мінімум тексту і безліч малюнків, дала початок новому поколінню астрономічної літератури.

Значний внесок у вивчення планети вніс голландець Християн Гюйгенс (Christiaan Huygens), який також побачив на її диску плями і темні лінії. Він же визначив, що період обертання Марса навколо осі становить близько 24 годин.

Англійський астроном Вільям Гершель (William Herschel) встановив наявність на Марсі зміни пір року. Він також зробив першу оцінку його діаметра, рівного, за його даними, 0,55 діаметра Землі. Гершель був упевнений в існуванні у планети атмосфери, оскільки він спостерігав на марсіанському диску мінливі плями, вважаючи їх хмарами.

Після винаходу телескопа майже кожне велике протистояння Марса було відзначено якимось пов'язаним з ним науковим відкриттям. Одним з найбільш знаменитих вважається протистояння серпня 1877 року, коли американський астроном Асаф Холл (Asaph Hall) відкрив два марсіанських супутника - Фобос і Деймос. Цікаво, що здогадки про їхнє існування висловлювалися і раніше: наприклад, в опублікованих в 1727 р "Подорожі Гуллівера» ірландський письменник Джонатан Свіфт (Jonathan Swift) описав два маленьких супутника Марса. Аналогічний прогноз зробив в 1750 р Вольтер в своєму романі «Мікромегас».

Відстань Фобоса і Деймоса від центра Марса дорівнює відповідно 2,76 і 6,9 радіуса планети (радіус орбіти Фобоса в 40 разів менше середнього радіусу місячної орбіти), а їх періоди обертання становлять 7 годин 39 хвилин і 30 годин 18 хвилин - це не так вже сильно відрізняється від значень, «передбачених» Свіфтом. Ці місяця дуже оригінально поводяться з точки зору спостерігачів, що знаходяться на поверхні планети: Фобос за одні місцеві добу встигає зробити три оберти навколо Марса, простуючи на заході і заходячи на сході, а Деймос, зійшовши на сході, знаходиться над горизонтом близько 65 годин, тобто більше 2,5 марсіанських діб. Орбіти обох супутників дуже близькі до кругових і лежать в площині планетного екватора.

У той же протистояння 1877 році італійський астроном Джованні Скіапареллі помітив тонкі прямі лінії на поверхні планети, які він назвав каналами. Американський астроном Персіваль Лоуелл навіть побудував для цієї мети цілу обсерваторію і наполегливо відстоював теорію, що на Марсі існує високорозвинена цивілізація, яка бореться з посухою, споруджуючи іригаційні системи. До середини XX століття великі телескопи, а пізніше - міжпланетні апарати розвіяли ці помилки.

практичні спостереження

В епохи протистоянь (званих також опозиціями) видимий діаметр Марса має найбільше значення і може перевищувати 25 кутових секунд. У липні - серпні нинішнього року обставини для його спостережень не так сприятливі, особливо в наших широтах. У день максимального зближення розмір диска планети складе 24,3 секунди, а її видимий блиск досягне -2,8m. Однак спостереження буде заважати невелика висота об'єкта над горизонтом: наприклад, в Києві вона лише злегка перевищить 14 ° навіть в момент верхньої кульмінації. Південні райони України в цьому сенсі мають помітну перевагу.

Говорячи про спостереження Марса за допомогою аматорських інструментів, потрібно зауважити, що для більш-менш серйозних результатів необхідний телескоп з діаметром об'єктива не менше 8 см. Звичайно, Гюйгенс зробив свої відкриття за допомогою всього лише 5-сантиметрового рефрактора при збільшенні близько 50 крат, але в наш час любителі можуть розраховувати на більше - їм доступні апертури близько 15-20 см зі значно кращою якістю оптики, що дозволяє застосовувати навіть трехсоткратние збільшення (такі телескопи дуже бажано встановлювати на монтування з годинниковим веденням). Єдиним «обмежувачем» стає стабільність земної атмосфери, а також просто повітряні потоки, що йдуть від нагрітої за день земної поверхні, тому для установки телескопа слід уникати асфальтованих і бетонних ділянок, і ні в якому разі не спостерігати з вікна або з балкона будинку.

Той, хто вперше бачить Марс в телескоп, часто спочатку виявляється розчарованим його крихітним диском (при 70-кратному збільшенні він матиме приблизно такий же розмір, як Місяць, видима неозброєним оком) з декількома розмитими коричневими плямами. За контрастності вони нагадують місячні моря. Втім, через кілька хвилин очей звикне і почне вловлювати все нові і нові деталі поверхні. При 200-кратному збільшенні в моменти порівняно стабільною атмосфери їх вже буде досить багато. На жаль, іноді в епохи проходження Марсом перигелію там починаються потужні пилові бурі, часом охоплюють всю планету. Дрібні пилові частки, підняті могутніми вітрами, які не осідають протягом декількох тижнів. Не стало винятком і нинішнє протистояння: глобальна буря вирує на Червоній планеті вже другий місяць. Над майже однорідної світло-помаранчевою пеленою проступають лише верхівки найвищих марсіанських вулканів (їх можна побачити тільки за допомогою космічного телескопа Hubble). Майже недоступна спостереженням навіть яскрава південна полярна шапка, в даний час повернена до Землі.

Любителі астрономії мають можливість також спостерігати марсіанські хмари і тумани. Хмари мають форму білих плям, досить різко відрізняються за кольором від поверхні. Вони утворюються внаслідок сублімації льоду полярних шапок в теплі сезони. Тому їх слід шукати недалеко від полюсів. Тумани краще помітні в області термінатора (лінії, що відокремлює неосвітлену сторону планети від освітленої). Це так звані ранкові та вечірні тумани, іноді повністю огортає марсіанський лімб. Вони складаються з дрібного пилу, кристалів водяного льоду і твердого вуглекислого газу. Колір і щільність туману свідчать про глобальні зміни марсіанської погоди, а також про наявність піщаних бур на зворотному боці планети.

Астрономи часто використовують при спостереженнях Марса різні світлофільтри, що підвищують контрастність певних деталей. Хмари, що знаходяться на значній висоті, доцільно спостерігати з фіолетовим, на середніх висотах - з синім, а на невеликих - з зеленим або жовтим фільтром. Власне марсіанську поверхню краще вивчати з помаранчевим або червоним фільтром (вони допомагають розглянути більш дрібні поверхневі деталі, в тому числі кордону регіонів піщаних бур). Для вивчення туманів використовують синій і зелений фільтри. У нормальних умовах атмосфера непрозора Марса в фіолетовою і ультрафіолетовій частині спектру (на довжинах хвиль від 425 до 455 нм). Але з невідомих причин в деякі моменти саме ці фільтри демонструють найбільш цікаві подробиці.

Власники великих телескопів можуть спробувати розглянути супутники Марса. Незважаючи на те, що в протистояннях вони мають блиск трохи вище 12-ї зоряної величини, побачити їх непросто. Світловий потік від планети виявляється настільки інтенсивним, що в ореолі навколо неї безнадійно «тонуть» всі слабкі об'єкти. Але якщо ви все-таки вирішили повторити подвиг Асафа Холла і знайти марсіанські місяця (вважається, що помітити Деймос трохи простіше завдяки більшому відстані від диска Марса), краще скористатися хитрістю - вивести яскраву планету за межі поля зору. Для цього скористайтеся окуляром з невеликим кутом огляду. Потім заздалегідь визначте час, коли супутники будуть на максимальному видаленні від центрального тіла (в східній або західній елонгації). Таку інформацію можна отримати за допомогою електронних програм-планетаріїв. В потрібний час направте телескоп на Марс і обережно «поведіть» його з поля зору, щоб його яскраве світло не заважав спостереженням. Після того, як вам вдасться побачити Фобос і Деймос, спробуйте повернути планету в поле - може статися так, що супутники після цього «не пропадуть».

Вдалих вам спостережень Червоної планети!