Что не видно с земли
Какие планеты можно увидеть невооруженным глазом
Где искать на небе Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн
Юрген Тайхман почетный профессор физики, более 30 лет курировал отдел образования и повышения квалификации в области физики в Немецком музее в Мюнхене, а также создал самую большую экспозицию в мире по теме «Астрономия»
Рассматривать звездное небо — увлекательное занятие для летних вечеров в ясную погоду, особенно за городом, где световое загрязнение не так сильно. Как находить созвездия и наблюдать Луну, мы уже рассказывали. Сегодня — о том, как увидеть невооруженным глазом планеты Солнечной системы.
На небе есть пять звезд, которые ты увидишь без телескопа, — и они сильно отличаются от тысяч других. Об этом уже знали вавилоняне, египтяне и, конечно, греки. Они назвали их планетами, что в переводе с греческого означает «странник», то есть путешественник.
Мы не видим планеты каждую ночь на одном и том же месте. Блуждающие звезды проходят через многие созвездия в течение недель или месяцев. Все пять планет не мерцают, как звезды, но временами светятся очень ярко. Ты хорошо их знаешь — это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Планеты — не излучают свет сами, как Солнце, а лишь отражают его свет. Это то же самое, что на белый лист бумаги посветить лампой в темноте. Планеты вращаются вокруг Солнца как по очень близкой орбите (например, Меркурий), так и по очень далеким орбитам (например, Уран и Нептун). Поэтому Уран и Нептун можно рассмотреть только с помощью бинокля или подзорной трубы.
Наша Земля, конечно, тоже планета. Она делает полный оборот вокруг Солнца за один год. Этого греки тогда не знали, Землю нельзя было увидеть со стороны. Они только видели, что все звезды и Солнце день за днем двигаются вокруг Земли.
Греки насчитали на небе пять планет. Только со времен Коперника люди признали, что мир устроен иначе и что Земля тоже является планетой. Позже ученые обнаружили еще две планеты, которые нашли с помощью телескопа. Так в Солнечной системе оказалось 8 планет.
Как найти планеты на небе?
Есть такое стихотворение: «Мы все знаем: мама Юли села утром на пилюли». Здесь девять слов. С первой буквы каждого слова начинается название планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Плутон сейчас считают карликовой планетой.
На небе действительно сложно найти Меркурий. Он расположен слишком близко к Солнцу, и поэтому иногда увидеть его можно только сразу после захода и перед восходом солнца. Но если горы, деревья или дома закрывают тебе линию горизонта, это будет сложно. У римлян и греков Меркурий (греки называли его Гермес) был посланцем богов, потому что он быстрее других планет поворачивался к Солнцу.
Как увидеть Венеру на небе
Давай начнем с Венеры. Ее орбита ближе к Солнцу, чем орбита Земли, но дальше, чем орбита Меркурия. Ты можешь наблюдать Венеру сразу после захода солнца, если посмотришь на запад, когда небо достаточно светлое, но других звезд еще не видно.
Венера светится намного ярче, чем может светить Сириус, — самая яркая неподвижная звезда. Бывало такое, что люди, которые вечером шли вместе со мной от метро домой по направлению на запад, не верили, что яркий свет перед ними — это свет звезды. Они думали, что это самолет или искусственный спутник. Венера медленно движется, опускаясь к горизонту, и через пару часов после заката исчезает за ним.
Эту планету можно увидеть утром, когда солнце еще не поднялось над горизонтом, и вечером — сразу после захода солнца. Поэтому ее иногда называют утренней или вечерней звездой. Если ты уже увидел Венеру вечером, скорее всего, и на следующие сутки ты также увидишь ее после захода Солнца. Это называется «вечерний период видимости Венеры».
Но если Венеру больше не видно по вечерам, значит, что вечерний период видимости Венеры закончился. И на вечернее небо она вернется через 19 месяцев. Если ты не хочешь ждать 19 месяцев, то можешь поискать Венеру на утреннем небе.
Таким образом, Венера периодически пропадает после заката и снова возвращается на востоке, перед появлением солнца. Но греки просто не могли поверить, что она вращается вокруг Солнца. Это доказал лишь Галилео Галилей. С помощью своего телескопа он увидел, что Венера освещается Солнцем с разных сторон, из чего стало понятно, что она движется вокруг Солнца.
Венера является поистине самым ярким и самым красивым объектом на небе. Благодаря чудесному блеску Венеру назвали в честь древнеримской богини красоты и любви. Греки же ее называли не Венерой, а Афродитой.
Можно ли увидеть Марс
Марс также очень хорошо заметен на небе: иногда его можно наблюдать на протяжении всей ночи. Это связано с тем, что он находится далеко от Солнца, — дальше, чем наша Земля. В этом и состоит различие: планеты, которые находятся ближе к Солнцу, чем Земля, мы видим только вечером или утром. А все планеты, которые находятся от Солнца дальше, чем Земля, видны всю ночь.
Существует такой день, когда Марс видно всю ночь и он оказывается выше всего над горизонтом ровно в полночь. Это значит, что Марс находится в противостоянии. Так называют взаимное расположение светил, когда Солнце, Земля и Марс находятся на одной прямой, и при этом Земля — между Солнцем и Марсом. В таком положении Марс ближе всего к Земле и полностью освещается солнцем.
К слову сказать, Марс — это единственная видимая планета, у которой есть отчетливый цвет. Его отлично видно на ночном небе в течение нескольких месяцев. В некоторые годы он светит особенно ярко, но никогда не бывает таким же ярким, как Венера.
Как найти на небе Юпитер и Сатурн
Ярче Марса, но не так ярко, как Венера, светит Юпитер. Греки его называли Зевс. Если ты увидишь Юпитер безлунной ночью, он будет самым ярким светилом на небе. Тогда его очень легко заметить. Его видно многие месяцы каждый год. Это удивительно! Ночью он движется по тому же пути, где днем проходило Солнце. Каждые 13 месяцев Юпитер оказывается в противостоянии с Солнцем и светит особенно ярко. Помнишь, с Марсом происходит нечто похожее?
Сатурн назвали в честь древнеримского бога земледелия. Греки называли его Кронос. Он был вторым по силе богом и отцом Зевса. Он съел всех своих детей, потому что боялся, что они отберут у него власть. Только Зевса (он же Юпитер) спрятала мать, и позднее он сверг своего отца.
Ты, наверное, думаешь, что у греков какие-то жестокие сказки. Я тоже так думаю. На небе Сатурн — это яркая звезда, которая светит не так ярко, как Юпитер, но всегда это очень впечатляет. Его видно на небе несколько месяцев каждый год. В июле 2020 года на ночном небе ты увидишь Сатурн, а потом он снова покажется только через 12,5 месяца. К сожалению, его удивительные кольца можно рассмотреть только в телескоп.
Почему звезды мерцают, а планеты — нет?
На самом деле неподвижные звезды сами не мерцают и не искрятся. Астронавты в космосе видят, что звезды светят спокойно. В том, что звезды мерцают, виноват воздух вокруг нашей Земли. Он как будто всегда немного дрожит. Лучше всего это заметно в жаркие летние дни, когда смотришь в окно. Тогда кажется, что воздух как будто вибрирует и на горизонте блестит что-то маленькое (например, деревья). А звезды — это маленькие точки на небе, ведь они очень-очень далеко, поэтому воздух их «подергивает».
Если посмотреть на планеты в телескоп, то ты увидишь: это не точки, а небольшие кружочки. Свет от одной части такого кружочка не искрится и не мерцает, в то время как свет от другой части «дрожит».
Как мы можем видеть галактики в нашем небе, но не близлежащие планеты?
Мы можем видеть изображения с высоким разрешением галактик, находящихся на расстоянии тысяч световых лет, но не планет этих далеких галактик. Это потому, что далекие галактики астрономически больше и ярче планет!
Галактика, как вы, возможно, уже знаете, представляет собой массивную коллекцию (в миллиарды) звезд, планет, пыли и газа. Мы живем на планете Земля, которая находится в одной из многих солнечных систем, расположенных в галактике под названием Млечный Путь. Как и наша родная галактика, во Вселенной есть много других галактик.
Галактика Андромеда, например, ближайшая к нашей родной галактике. Несмотря на колоссальное расстояние в 2,5 миллиона световых лет, эта галактика настолько велика, что это самое далекое, что люди могут видеть невооруженным глазом.
Несмотря на огромное расстояние, мы можем увидеть ее в ночном небе (при условии, что вы находитесь в нужном месте в нужное время).
Учитывая это, кажется странным, что мы не можем видеть планеты, которые находятся всего в нескольких световых годах от Земли. Фактически, мы почти не видим планеты в нашей солнечной системе!
Почему мы можем видеть далекие галактики?
Мы можем видеть далекие галактики, независимо от того, как далеко они находятся, по двум основным причинам:
Хотя галактики действительно далеки от нашей планеты (и Солнечной системы), они, несомненно, массивны. Наш Млечный Путь, вероятно, состоит из 100–400 миллиардов звезд и имеет диаметр около 100 000 световых лет.
Итак, как вы понимаете, галактики очень большие, поэтому мы можем видеть их с Земли.
Галактики не только массивны, но и очень ярки благодаря миллиардам и миллиардам звезд, которые они содержат. Вот почему они такие яркие и блестящие, что помогает нам видеть их в ночном небе.
Почему мы не можем видеть планеты, если можем видеть далекие галактики?
Одна вещь, которую мы часто упускаем из виду, когда говорим о планетах и галактиках, это то, насколько смехотворно маленькие планеты по сравнению с галактиками.
Если бы галактика была баскетбольным мячом, то планета была бы в миллион раз меньше, как одна пылинка, прилипшая к этому баскетбольному мячу; на самом деле, она была бы еще меньше.
Мы не можем видеть планеты (за пределами нашей Солнечной системы) всего в нескольких световых годах от нас, потому что планеты слишком малы, чтобы их можно было наблюдать с такого расстояния. К тому же планеты неяркие. Они просто отражают свет, падающий на их поверхность, и этот свет слишком тусклый, чтобы его можно было наблюдать с Земли. Вот почему мы не можем видеть планеты за пределами нашей солнечной системы.
Подумайте об этом так: вы легко можете увидеть холм, который вырисовывается в 10-15 километрах от вашего дома, но можете ли вы увидеть крупицу сахара, лежащую всего в нескольких метрах от ваших глаз?
Точно так же далекая галактика видна нам невооруженным глазом, но ближайшая планета не видна вообще, поскольку последняя слишком крошечная и слишком тусклая, чтобы ее можно было наблюдать с Земли.
Обратите внимание, что мы можем видеть планеты гораздо ближе к дому, например, в нашей собственной Солнечной системе. Эти планеты видны в разное время года и в разных местах неба в зависимости от того, где на Земле вы живете. Например, Венера почти всегда находится на небе и выглядит как большая серебристая звезда.
Как распознать планеты в ночном небе?
Когда вы смотрите на ночное небо, некоторые из «звезд», которые вы видите, не являются звездами. Это планеты.
Из восьми планет нашей Солнечной системы пять видны невооруженным глазом, исключая, конечно, Землю: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Планеты выглядят как далекие звезды, но если мы знаем, что ищем, мы можем легко их обнаружить. Кроме того, поскольку эти планеты вращаются вокруг Солнца, их положение перемещается по небу в течение нескольких дней, месяцев или лет.
Фактически, их слежение и отслеживание на протяжении тысячелетий осуществлялось астрономами Рима и Древней Греции, которые видели в них богов.
Меркурий (у римлян, или Гермес у греков), планета, наиболее близкая к Солнцу и наиболее быстро движущаяся, была посланником богов, бродившим по небу между звездами.
Сатурн (у римлян, или Хронос у греков), видимая планета, наиболее удаленная от нас и, следовательно, также самая медленная для прохождения по небу, считалась божеством времени.
Марс (у римлян, или Арес у греков), заметно красный, был связан с войной (и две его луны, обнаруженные гораздо позже, были названы Фобосом, по Божеству страха, и Деимосом, олицетворяющим ужас).
Юпитер (у римлян, или Зевс у греков) был отцом и царем всех богов.
В этой статье мы дадим вам несколько советов, чтобы попытаться обнаружить планеты невооруженным глазом. Для некоторых планет это действительно не сложно!
Меркурий
Когда он виден, Меркурий появляется относительно ярко, причем в плоскости эклиптики, то есть плоскости, содержащей все остальные планеты. Если вам удастся обнаружить Венеру (самую простую для обнаружения), у вас будет плоскость, и Меркурий тогда будет где-то на этой плоскости, рядом с Солнцем.
Венера
Когда она видна на небе, Венера обычно является первой «звездой», видимой вечером, или последней, которая уходит утром, над горизонтом и на той стороне, где находится Солнце. Иногда это видно через полчаса после восхода солнца, когда солнце еще низко.
Длительность, в течение которой она видна, остается, тем не менее, значительно большей, чем у Меркурия: Венера видна до 3 часов после наступления темноты (или за 3 часа до восхода солнца), но вряд ли больше, потому что она также ложится спать.
И Венера, и Меркурий ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому их позиции на небе всегда близки к Солнцу. С заходом солнца на западе, если вы думаете, что видите Венеру на востоке вечером наблюдения, вы наверняка ошибаетесь: это не Венера. Если это особенно яркая звезда, есть шанс, что вы заметили Юпитер, который тоже очень яркий.
В любом случае если ночью на закате солнца или утром на восходе солнца вы видите необычайно яркую «звезду», то это определенно Венера.
Марс дальше от Солнца, чем Земля. Он всегда находится на плоскости эклиптики, которая содержит планеты и, следовательно, по оси, пересекающей небо, но эту планету можно увидеть в любом месте неба: как на стороне Солнца, так и на противоположной стороне. Поэтому его можно увидеть и посреди ночи, а не только во время захода и восхода нашей звезды, например, Венеры и Меркурия.
Марс прозван Красной планетой, и это не без оснований: Марс явно появляется на небе красным!
Этот цвет ему придает оксид железа, ржавчина, которая в целом красно-оранжевая и присутствует в больших количествах на поверхности планеты.
Поскольку все планеты находятся на оси, пересекающей небо, нередки случаи, когда Марс иногда находится близко к Юпитеру, а иногда близко к Венере, иногда даже к Сатурну, а иногда в группах с Луной:
Планетарное соединение Марса, Юпитера и Сатурна с Луной, 20 марта 2020 года
В этих условиях легко увидеть эту светящуюся звезду рядом с очень яркой Венерой или Юпитером.
Наконец, и только для поэтической стороны, знайте, что когда вы наблюдаете планету Марс, есть небольшой шанс, что вас будут наблюдать обратно с Марса. Конечно, не марсиане или люди, а один из немногих марсианских роботов, которые годами пересекают его поверхность.
Эти роботы сделали несколько снимков и передали их на Землю, на которых изображена наша голубая планета на марсианском небе, также окрашенная в синий цвет из-за ее прекрасной атмосферы, в которой много CO2:
Земля сфотографирована с поверхности Марса
Марс на данный момент и по сей день является одним из двух миров, из которых была сделана фотография Земли с ее поверхности, первым из которых является Луна.
Юпитер
Огромная планета Юпитер (в 11 раз больше диаметра Земли, в 317 раз больше по массе) и ее относительная близость означают, что он всегда очень хорошо виден. Часто это четвертая яркая звезда на небе (после Венеры, Луны и Солнца). Юпитер не мерцает в небе, в отличие от звезд, и поэтому относительно узнаваем. Его видимый размер также является самым большим из всех видимых планет.
Как и Марс, Юпитер находится дальше от Солнца, чем от Земли. Поэтому Юпитер виден почти везде на оси планет и в любое время.
Наблюдая с помощью телескопа или даже хорошего бинокля, можно увидеть его большое красное пятно (если оно обращено к нам) и, возможно, четыре его самые большие луны: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто.
Это галилейские луны, которые Галилею удалось наблюдать с помощью первого телескопа, который он изобрел (первоначально для военного флота) 400 лет назад. С тех пор вокруг Юпитера было обнаружено более 60 других лун, хотя они слишком малы, чтобы их можно было увидеть из дома.
Если вы наблюдаете это в течение нескольких часов с помощью астрономического инструмента, вы сможете увидеть, как планета вращается, ее большое красное пятно появляется или исчезает, а ее спутники движутся по своей орбите.
Сатурн
Сатурн находится дальше, чем другие планеты, и также намного менее яркий. В зависимости от времени года он может быть даже затемнен или ослеплен Солнцем, что сделает невозможным его видеть в течение нескольких недель.
Сатурн наиболее яркий, когда его кольца также видны и освещены Солнцем, что увеличивает яркость всей планеты от Земли.
Это происходит, когда Сатурн и Земля находятся в оппозиции, т.е. по обе стороны от Солнца.
Как и другие планеты, Сатурн не излучает свет напрямую, а отражает свет Солнца. Поэтому он сияет иначе, чем другие звезды, не мерцая. Если вы привыкли к этому, то это относительно надежная подсказка, чтобы заметить планету.
Учитывая, что эта планета не является ни особенно окрашенной (она бледно-желтая), ни особенно яркой, обнаружить ее не так просто, как другие. Поэтому гораздо удобнее проверить его местоположение по (актуальной) небесной карте или специализированному приложению, а затем найти его.
А как же Уран? Нептун? А как же Плутон?
Уран слишком далеко, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Если мы знаем, где он находится, мы можем увидеть его с помощью телескопа, но он слишком далеко, чтобы что-то видеть.
Для Нептуна это еще сложнее. Эта планета, кстати, была обнаружена в результате вычислений до того, как была обнаружена с помощью телескопа: наблюдения Урана, похоже, показали нарушенную траекторию. Затем астрономы измерили возмущение на протяжении многих лет, выдвинули гипотезу о существовании новой планеты и начали вычисления ее положения (чтобы соответствовать аномалиям на орбите Урана). Он был обнаружен в 1846 году под одним углом от расчетного положения!
Почему мы до сих пор не встретили инопланетян: самые необычные теории
Благодаря миссиям «Кеплер» и TESS ученые знают, что во Вселенной есть миллионы, а возможно, и миллиарды планет. Но следы жизни на них астрономы так и не нашли. «Хайтек» рассказывает о самых необычных теориях, которые объясняют, почему мы до сих пор не встретили инопланетян.
Читайте «Хайтек» в
Однажды ночью физик Энрико Ферми взглянул в небо и спросил: «А где все?» Позже он сформулировал парадокс: Вселенная непостижимо огромна, существование разумной инопланетной жизни практически неоспоримо. За уже 14 млрд лет у других существ было достаточно времени для того, чтобы проявиться, чтобы человечество их заметило. Так где же все? Спустя 70 лет этот вопрос все еще волнует землян. Ученые тратят столько усилий, чтобы найти инопланетную жизнь, но все попытки безуспешны. Почему?
Пришельцы живут в подземных океанах
В Солнечной системе есть планеты и их луны с подземными океанами жидкой воды. Астрономы уверены, что и в остальной части Млечного Пути такие объекты — обычное явление. Физик НАСА Алан Стерн считает, что подобные водные миры могут стать идеальным местом для развития жизни. Возможно, инопланетяне живут как раз в океанах глубоко внутри замороженных планет и поэтому мы не можем найти их следы.
Инопланетяне «заперты» на суперземлях
Суперземля — это тип планеты, масса которой в 10 раз превышает земную. Миссии «Кеплер» и TESS обнаружили огромное количество таких миров, в которых могут быть подходящие условия для жидкой воды. Возможно, на таких планетах развивается инопланетная жизнь. Но почему мы не видим ее следы?
Согласно исследованию, опубликованному в апреле 2017 года, космическая скорость суперземли в 2,4 раза больше, чем у нашей планеты. Преодолеть притяжение такой силы и запустить ракету для космических путешествий практически невозможно.
Пришельцы спровоцировали изменение климата (и погибли)
Когда жители планеты пользуются ресурсами быстрее, чем они могут восполниться, происходит катастрофа. Именно это сейчас и происходит на Земле. Возможно, земляне — не первая цивилизация, которая совершает ошибку и уничтожает свой мир. Что, если инопланетяне на далеких планетах спровоцировали изменение климата и это привело к катастрофе?
По словам астрофизика Адама Франка, это не только возможно, но и весьма вероятно. Ранее в этом году он провел расчеты и выяснил, как разные гипотетические инопланетные цивилизации могли развиться и угаснуть, пользуясь ресурсами планеты. В трех из четырех сценариев общество рухнуло, а большая часть населения погибла. Это значит, что, даже если инопланетяне действительно существуют, велики шансы того, что они погибнут прежде, чем мы их найдем.
Нас разделяет темная энергия
Вселенная расширяется. Медленно, но верно галактики отдаляются друг от друга, далекие звезды кажутся нам более тусклыми, и все это из-за невидимой силы — таинственной темной энергии. Ученые предполагают, что через несколько триллионов лет она «растянет» Вселенную настолько, что земляне больше не увидят свет каких-либо галактик за пределами наших ближайших космических соседей, например, Андромеды.
В итоге, если мы не исследуем как можно большую часть Вселенной до этого момента, в будущем изучение космоса будет невозможно и бессмысленно. К таким выводам пришел Дэн Хупер, астрофизик из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в Иллинойсе. Согласно его теории, мы можем и не встретить инопланетян, потому что расстояние между нами увеличивается слишком быстро.
Все умерли, не успев развиться
Возможно, во Вселенной полно гостеприимных планет. Но нет никакой гарантии, что они останутся в таком состоянии достаточно долго, чтобы на них могла развиться продвинутая жизнь. Согласно исследованию австралийских ученых, влажные и каменистые планеты, такие как Земля, очень нестабильны в начале формирования. У инопланетной жизни не так много времени в космическом масштабе (несколько сотен миллионов лет), чтобы развиться.
«Поддержание жизни на изначально влажной каменистой планете в зоне обитаемости похоже на попытку оседлать дикого быка — большая часть жизни просто “отваливается”, не выдерживая, — пишут авторы. — Жизнь во Вселенной может быть редкостью не потому, что ее трудно начать, а потому, что обитаемую среду трудно поддерживать в течение первого миллиарда лет».
Нужно больше времени
Возможно, мы все-таки не одиноки. Мы ищем разумную жизнь всего около 60 лет. Учитывая огромные пространства, разделяющие звезды и их планеты в космосе, потребуются тысячи или даже миллионы лет, прежде чем мы найдем кого-то. Один только Млечный Путь составляет 100 000 световых лет в поперечнике, поэтому вполне возможно, что сфокусированные сигналы разумных инопланетян, ограниченные скоростью света, просто еще не достигли Земли. Остается только ждать и пытаться самим выйти на связь.
Первая космическая скорость — минимальная горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты. Первая космическая скорость для орбиты, расположенной вблизи поверхности Земли, составляет 7,91 км/с.