Павел Можаев (mevamevo) wrote,
Павел Можаев
mevamevo

Category:

Великое противостояние Марса 27 июля 2018 года

Главным астрономическим событием этого лета (если не целого года) будет, безусловно, великое противостояние Марса (27 июля 2018). Событие для рядовых землян, может, и не особо зрелищное (те же лунные затмения знамо привлекательнее; впрочем, в этом году в тот же день приключится и полное лунное затмение!), но всё же знаковое: подобного рода противостояния приключаются лишь раз в 15-17 лет. Если хотите быть в тренде, то читайте подробности! :)

Вспомним матчасть. Как всем известно, Марс — это четвёртая от Солнца планета Солнечной системы, примерно в два раза меньше Земли по размеру (масса Марса составляет лишь около десятой массы Земли), марсианский год (период его обращения вокруг Солнца) составляет 687 земных суток. В силу целого ряда причин Марс в популярной культуре часто рассматривается как «старший брат Земли», место обитания различных внеземных цивилизаций и т. п. Благодаря относительной близости к Земле и относительно неагрессивным условиям на поверхности Марс является, пожалуй, самой изученной планетой Солнечной системы (после Земли, разумеется). От остальных планет на земном небе Марс отличается приметным красноватым цветом. В общем, объект как минимум небезынтересный даже для самых «рядовых» любителей поглазеть на звёздное небо. При наличии даже относительно простой наблюдательной аппаратуры на Марсе можно разглядеть как минимум его полярные шапки. Знаменитых «марсианских каналов», к сожалению, не разглядеть даже при помощи мощнейших телескопов... :)


Моя довольно криворукая фотография Марса от 2 мая 2014 (Nikon D7100, линза Барлоу 2x, рефлектор с диаметром зеркала 135 мм).
У верхнего и нижнего полюсов планеты в виде белёсых полосочек видны полярные шапки Марса.

Продолжим вспоминать матчасть. Как известно, планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца по более-менее круговым орбитам (ну, в очень грубом приближении, см. ниже), которые ещё и лежат в довольно близких друг к другу плоскостях (ну, тут опять же речь идёт о некотором упрощении, но в данном случае оно не играет роли). Чем дальше от Солнца находится планета, тем больше времени ей требуется для полного оборота вокруг Солнца (не только из-за того, что путь длиннее, но и потому, что более далёкие планеты движутся с меньшей скоростью). Понятно, что в связи с этим планеты постоянно занимают различные конфигурации (взаимные расположения). Применительно к внешним планетам (Марс, Юпитер и последующие) наиболее примечательной конфигурацией является противостояние. Противостоянием (несколько упрощая) называют такое положение внешней планеты (по отношению к Земле), когда планета находится приблизительно на продолжении луча, исходящего из Солнца и проходящего через Землю. При этом на земном небе планета занимает на небесной сфере точку, которая противоположна положению Солнца, а расстояние между Землёй и этой планетой является минимальным. Понятно, что условия для наблюдений за планетой, находящейся в противостоянии, являются наилучшими: она наиболее близка к Земле, восходит приблизительно одновременно с заходом Солнца и доступна наблюдениям в течение всей ночи.


Схематическое изображение противостояния. Автор — SSsilver, взято отсюда: https://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Opposition_of_planets.png.

Марс относительно Земли занимает положение противостояния каждые 780 земных суток (то есть, практически, раз в два года). Не удивляйтесь, что этот временной промежуток (так называемый синодический период обращения) больше, чем период обращения Марса вокруг Солнца (687 суток): Земля ведь тоже не стоит на месте, поэтому ей требуется некоторое время чтобы вновь «догнать» Марс. Казалось бы, астрономическое явление, повторяющееся раз в два года, что тут примечательного? Однако, не всё так просто. Чтобы разобраться в этих сложностях, неминуемо придётся ещё немного углубиться в математику с физикой.

Уже говорилось, что «круговой» характер орбит у планет является некоторым упрощением реальной картины. На самом деле орбиты планет (да и любых других небесных тел, включая рукотворные спутники) представляют собой не окружности, а эллипсы. Эллипс — это геометрическое место точек, сумма расстояний которых до двух заданных точек (фокусов эллипса) является постоянной. Говоря попроще, эллипс можно получить, если вбить в доску два гвоздика, обернуть вокруг них замкнутую нить и, держа эту нить в постоянном натяжении, вести карандаш «по кругу». На представленной ниже иллюстрации фокусы эллипса обозначены как F1 и F2. Наука физика утверждает и доказывает, что все планеты обращаются вокруг Солнца именно по эллипсам, причём Солнце располагается в одном из фокусов каждого отдельно взятого эллипса-орбиты.


Схематическое изображение способа построения эллипса. Автор — Ag2gaeh, взято отсюда: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elliko-g.svg.

Для оценки «вытянутости» эллипса (и, соответственно, орбиты небесного тела) используется параметр под красивым названием эксцентриситéт (обозначается греческой буквой ε): если он равен нулю, то эллипс/орбита представляет собой идеальную окружность; по мере его увеличения эллипс/орбита вытягивается, пока не размыкается в параболу (орбита становится незамкнутой при значении эксцентриситета, равном единице). Можно сказать, что окружность — это частный случай эллипса («вырожденный эллипс», другим «вырождением» эллипса, при эксцентриситете, равном бесконечности, будет прямая), но прям по правильным окружностям в космосе не движутся даже искусственные спутники Земли. Среди планет Солнечной системы наименьшим эксцентриситетом (то есть, её орбита наиболее близка к круговой) обладает орбита Венеры: её эксцентриситет составляет 0,007. Для сравнения, у земной орбиты эксцентриситет составляет 0,017, а у кометы Галлея (которая в ближайшей к Солнцу точке своей орбиты находится между орбитами Меркурия и Венеры, а в наиболее дальней точке своей орбиты удаляется аж за Нептун) — 0,967.

У Марса эксцентриситет орбиты составляет 0,093; то есть, его орбита заметно более вытянута, чем у Земли или, тем более, Венеры. Поскольку в различных противостояниях Марс находится в разных точках своей орбиты (момент наступления противостояния зависит не только от положения Марса, но и от положения Земли!), понятно, что расстояние между нами и «красной планетой» от противостояния к противостоянию будет довольно сильно различаться. Вот, посмотрите на две схемы, иллюстрирующие взаимное расположение Меркурия, Венеры, Земли и Марса:


Положение планет земной группы на две разные даты. На основе схем, даваемых сайтом https://heavens-above.com.
Масштабы и пропорции орбит выдержаны, Земля обозначена синим кружком, Марс — красным.


Невооружённым глазом видно, что противостояние противостоянию — рознь. 5 марта 2012 года Марс (в противостоянии!) находился в 0,6738 астрономических единиц от нас, тогда как 27 июля 2018 года (вот буквально скоро!) он будет находиться от нас на расстоянии 0,3863 астрономических единицы. Астрономическая единица, если кто забыл, равна приблизительно 150 миллионам километров; но разницу в расстоянии Марса от Земли в разных противостояниях можно углядеть и без знания о том, что такое а.е. :). Надеюсь, теперь понятно, почему подобные противостояния называют «великими»? Из-за того, что в великие противостояния условия для наблюдений Марса являются наилучшими, именно в эти периоды интерес к «красной планете» со стороны наземных астрономов является наибольшим. Так, оба спутника Марса (Фобос и Деймос) были открыты Асафом Холлом именно во время великого противостояния Марса 1877 года.

Если кому-либо приведенные выше картинки и выкладки показались неубедительными, то вот ещё более показательная диаграмма, отображающая дистанцию между Марсом и Землёй в противостояния разных годов. По вертикальной оси отложены расстояния между Землёй и Марсом в астрономических единицах. Видно, что от противостояния к противостоянию расстояние между планетами изменяется чуть ли не вдвое:


Расстояния между Землёй и Марсом во время противостояний последнего. Автор — Sandegud.
Взято отсюда: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mars_close_appr.png.


В общем, явление как минимум незаурядное! Чем же оно обернётся для рядовых землян? :) Во-первых, сразу успокойтесь: ничего страшного не случится! Во-вторых, «Марса размером с Луну» традиционно не будет :) (читайте про марсианскую мистификацию). А что же будет?

А будет вот что: для рядового наблюдателя, использующего лишь свои глаза, Марс будет весьма ярок. Сейчас его яркость составляет около −2 зв. вел., к концу июля яркость поднимется до −2,8 (небесное тело тем ярче, чем его звёздная величина меньше; шкала логарифмическая, разница в одну звёздную величину соответствует изменению яркости в 2,5 раза). Для сравнения: ярчайшая звезда неба, Сириус, имеет яркость в −1,46, Юпитер в периоды максимальной яркости достигает звёздной величины в −2,9, а Венера даже −4,6. Марс, однако, хорошо смотрится не только из-за своей яркости, но ещё и из-за бросающейся в глаза красноты (тогда как Венера и Юпитер по цвету являются желтовато-белыми, мало отличаясь по цвету от большинства звёзд).

Если же у наблюдателя имеются хоть какие-нибудь наблюдательные инструменты, то, разумеется, в момент противостояния (оно наступит, напомним, 27 июля) и в течение ближайших дней за ним он сможет насладиться видом Марса во всей красе. Вот красивая иллюстрация, показывающая, насколько увеличатся видимые угловые размеры Марса к концу июля по сравнению со «среднегодовыми» его размерами. Максимальный угловой размер Марса достигнет 24,5 угловых секунд. Напомню, что для среднестатистического человеческого глаза без дефектов зрения разрешающая способность составляет около одной угловой минуты; угловой размер лунного и солнечного дисков составляет в среднем около 30 угловых минут; в градусе — 60 минут, в угловой минуте — 60 секунд). Уверен, что мои высокоучёные читатели понимают, что это — лишь монтаж, Марс на фоне Луны наблюдаться никак не может :).


Марс представлен на фоне диска Луны в одном масштабе.

Разумеется, вы можете любоваться Марсом уже сейчас: у нас (в средних северных широтах) он восходит в начале ночи и виден как весьма яркая и приметная красноватая звезда (ошибиться невозможно!) в южной части неба (чем севернее вы находитесь, тем ниже над горизонтом он будет находиться; на широте Симферополя, 45° сев. шир., Марс кульминирует на высоте порядка 20 градусов над горизонтом). Наблюдайте, как с каждым вечером он будет становиться всё ярче! :)

Наконец, в этом году небесная механика преподнесёт нам небольшой сюрприз: момент противостояния Марса совпадёт с полным лунным затмением, которое (если только погода не помешает) будет у нас прекрасно наблюдаться с самого вечера. Но об этом ещё будет отдельный рассказ...

Ясного неба и успешных наблюдений!

Tags: небо над нами, умности, что в мире делается
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 32 comments