Уже 6 десятилетий в космическом пространстве Солнечной системы движутся искусственные тела, созданные человеком. За это время они стали привычной частью нашей жизни — а также популярной целью любительских астрономических наблюдений.
Стоит заметить, что в 1950–70 гг. наблюдения искусственных спутников поддерживались на государственном уровне, была создана сеть станций наблюдения ИСЗ, на которых работали, в основном, школьники и студенты. Эти наблюдения имели ценность прежде всего в плане обнаружения военных спутников США и других западных стран.
В настоящее время многие функции этой сети выполняют автоматические станции слежения, но ценность любительских наблюдений по-прежнему велика, например, в случае наблюдения схода космического аппарата с орбиты. Эффектное зрелище представляют собой старты ракет, отделение их ступеней, которые могут приводить к появлению так называемой «медузы» — характерной формы облака из отработанных газов, тянущегося за ракетой-носителем. С Земли можно наблюдать и стыковки космических кораблей с МКС. Иногда наблюдается пролеты МКС и других космических аппаратов на фоне Луны и Солнца, что, при должной подготовке, позволяет сделать эффектные снимки и видеозаписи.
Интересно может быть и визуальное наблюдение ярких спутников. В настоящее время есть много спутников, видимых невооруженным глазом, но в основном их блеск не ярче 2–3 величины.
Самым ярким объектом на околоземной орбите сейчас является Международная космическая станция. Ее блеск на небе всегда выражается отрицательной звездной величиной и может достигать значения –3 (ярче Юпитера), а в исключительных случаях –5 (ярче Венеры). Любители астрономии устраивают настоящую «фотоохоту» на МКС — многим из них удается запечатлеть моменты ее пролета на фоне диска Солнца или Луны или по интересным созвездиям. Если поймать станцию в поле зрения телескопа (она пересечет его за считанные секунды), то с увеличением порядка 40–50 крат уже можно разглядеть ее форму, панели солнечных батарей. Многие любители ухитряются делать и такие — снятые с большим увеличением — снимки «звездного дома» космонавтов и астронавтов. (Стоит напомнить, что площадь МКС вместе с панелями солнечных батарей примерно равна футбольному полю, а масса ее — свыше 400 тонн!). Впрочем, на короткое время космические аппараты могут становиться и еще ярче. В течение уже 20 лет (с 1997 года) наблюдаются так называемые вспышки «Иридиумов» — яркие «зайчики» солнечного света, отраженного от антенн спутников связи «Иридиум». Эти вспышки длятся несколько секунд и похожи на вспышки метеоров, но отличаются от них более медленной скоростью движения и нарастания-затухания блеска. Яркость этих вспышек может достигать –8 звездной величины — намного ярче Венеры и сравнимо с Луной. К сожалению, для любителей астрономии и радости для связистов, с 2017 года началась замена старых аппаратов сети на спутники нового поколения, которые имеют антенны другой конструкции и которые уже не могут давать таких ярких вспышек. Процесс замены спутников на новые, как ожидается, займет около двух лет.
Посмотреть моменты и траектории вспышек «Иридиуиов», пролетов МКС и других космических аппаратов можно на сайте http://heavens-above.com.
14. Явления в атмосфере Земли
В небе над Землей можно увидеть не только звезды, планеты и другие небесные тела, но и бесчисленное разнообразие явлений, происходящих внутри воздушной оболочки нашей планеты. Например, те же метеорные частицы сгорают именно в верхних слоях атмосферы. Перечислим еще несколько «земных» явлений, которые любят наблюдать многие астрономы-любители.
Полярное сияние
Это удивительное зрелище представляет собой свечение верхних слоев земной атмосферы, возбужденное потоками частиц высокой энергии, приходящих к Земле от корональных выбросов масс на Солнце. Сияние обычно наблюдается в районе магнитных полюсов Земли. Но в период магнитных бурь, вызванных особенно сильными выбросами солнечного вещества, когда электроны и протоны от них достигают Земли, область возникновения сияний значительно расширяется. Тогда их можно увидеть и в средних широтах Земли, а при экстремально сильных магнитных бурях — даже в тропиках, хотя, конечно, случается это очень редко. Явление наблюдается в обоих полушариях Земли, но так как в Южном полушарии в приполярных зонах нет населенных пунктов (исключая полярные станции), то наблюдается оно чаще в Северном полушарии и в просторечии называется «северным сиянием». Однако в определенных случаях его могут наблюдать и жители Новой Зеландии и Австралии. Пик магнитных бурь приходится на периоды весеннего и осеннего равноденствия на Земле. Это связано с взаимной ориентацией магнитных полей Земли и Солнца. Частота полярных сияний тоже максимальна в это время. Но надо учесть, что они могут возникнуть и в дневное время, когда, естественно, их не видно, если, конечно, дело не происходит за полярным кругом. Благодаря тому, что зимой продолжительность ночей самая большая, именно зима считается наиболее благоприятным периодом для наблюдения сияний.
Полярное сияние
Нередко полярное сияние, особенно, если оно невысоко над горизонтом, можно спутать с зарей или заревом от больших городов. Когда сияние наблюдается выше над горизонтом, становятся видны характерные детали — «занавесы», «дуги», «короны». Сияние может висеть почти неподвижно или динамично двигаться. В свечении преобладают зеленые и красные цвета, обусловленные свечением ионизованных атомов кислорода и азота.
Предсказать появление сияний довольно сложно. Нужно следить за вспышками на Солнце, магнитными бурями и их силой. В интернете есть немало сайтов обсерваторий и институтов, которые публикуют информацию о солнечной активности и отслеживают индекс магнитной активности (Kp-индекс). Его значения колеблются от 1 до 9, где 1 — все спокойно, а 9 — экстремально высокий уровень, приводящий к выходу из строя электронных приборов. Геомагнитная буря начинается при Kp-индексе 5–6 баллов, а 7–8 баллов — это геомагнитный шторм. В Мурманске полярное сияние может быть видно при Kp-индексе около 3 баллов, в Санкт-Петербурге — около 5, в Москве — около 6. Существуют приложения для компьютеров и смартфонов, позволяющие отследить повышение Kp-индекса.
Полярные сияния можно фотографировать на обычные цифровые камеры и снимать на видео. На фотографиях может проявиться слабое сияние, незаметное для глаза.
Серебристые облака
Это явление, точнее, физика его образования, во многом остается для нас еще загадкой. Оно представляет собой чрезвычайно разреженные облака из мельчайших ледяных частиц, образующиеся в верхних слоях атмосферы на высоте 75–85 км. Эти облака слишком прозрачны, чтобы их можно было увидеть днем. Их можно наблюдать только в летние месяцы в средних широтах в глубоких сумерках над северным горизонтом на фоне темно-синего неба. Благодаря тому, что на таких больших высотах в это время года еще светит Солнце, подсвечивая облака, мы имеем возможность наблюдать их. Обычные облака, которые плавают в тропосфере на высотах не больше 10 км, в это время уже не освещены Солнцем и кажутся темными. Серебристые же облака ярко светятся серебристо-белым или голубоватым сиянием на фоне потемневшего неба и кажутся фосфоресцирующими, но в то же время они настолько тонки, что сквозь них легко видны звезды (кстати, как и сквозь полярное сияние). Внешний вид их напоминает перистые облака. Их называют также полярными мезосферными облаками (polar mesospheric clouds, PMC), или ночными светящимися облаками (noctilucent clouds, NLC). Именно последнее название, наиболее точно отвечающее их внешнему виду и условиям их наблюдения, принято как стандартное в международной практике.
Серебристые облака
Об этих облаках долгое время не было почти никаких упоминаний в научных трудах. Лишь в 1885 году на них обратили внимание сразу несколько ученых. Облака 1885 года были чрезвычайно яркими. Высказывались гипотезы о связи их появления с произошедшей за два года до того гигантской природной катастрофой — взрывом вулкана Кракатау, в результате которого огромное количество газа и пепла было выброшено в атмосферу, как раз на высоты до 70 км. Помимо серебристых облаков в атмосфере после этого наблюдались и другие необычные явления, в частности, необычно яркие вечерние и утренние зори.
Яркие серебристые облака наблюдались и вскоре после падения Тунгусского метеорита в 1908 г. Аномальные серебристые облака появились в феврале 2013 года после падения Челябинского метеорита.
Природа серебристых облаков изучена недостаточно хорошо. В их образовании, по-видимому, принимают участие и метеорные частицы, и вулканическая пыль, служащие ядрами конденсации ледяных кристаллов. Но не вполне понятно, как водяной лед попадает на такие высоты.
Вместе с тем серебристые облака служат природным маркером воздушных потоков в мезосфере, и это очень хорошо — ведь уровень 50–100 км слишком высок для самолетов, аэростатов и стратостатов и слишком низок для спутников.
Любительские записи наблюдений, фотографии и видеозаписи движения серебристых облаков могут быть очень ценными для науки.
Рекомендации по наблюдению серебристых облаков можно найти тут:http://meteoweb.ru/astro/nc.php.
Гало, паргелии, столбы
Когда свет Солнца, Луны, иногда яркого фонаря или другого источника света проходит сквозь мелкие капельки воды или ледяные кристаллики, висящие в атмосфере, и преломляется в них, мы можем наблюдать разнообразные атмосферные явления. Самое известное из них — это радуга, часто видимая на фоне надвигающегося или удаляющегося дождевого облака. Гало — это «родственник» радуги, светящиеся кольца и световые столбы возле источников света. Колец и столбов может наблюдаться несколько одновременно, и они образуют сложные системы. Во многих случаях наблюдаются так называемые ложные солнца, или паргелии — яркие пятна света на кольцах гало — иногда радужные, иногда почти белые — расположенные на той же высоте, что и Солнце, справа или слева от него. Их также может быть несколько. Иногда они бывают такими яркими, что и впрямь похожи на второе Солнце. Чаще всего гало наблюдается зимой, в морозную погоду, но бывает и в другие времена года.
Гало с двумя паргелиями
Гало — причина многих сообщений в древних хрониках и летописях о «знамениях в небе». В наше время это эффектное явление тоже привлекает к себе внимание. Тем более, что наблюдать его можно везде — в том числе и в больших мегаполисах. Можно получить интересные фотографии, правда, при съемке гало возле Солнца нужно позаботиться о том, чтобы его лучи не сожгли матрицу.
Рекомендации по наблюдению серебристых облаков можно найти тут:http://meteoweb.ru/astro/nc.php.