Астрономия 10 класс Воронцов-Вельяминов (стр. 11 из 31)

Итак, мы видим, что многие астрономические данные, напри-
мер температура светил, определяются способами, проверяющими
друг друга. Получаемые данные вполне достоверны. Они проверены
многими учеными в разных странах.

13 1- Длина волны, соответствующая линии водорода, в спектре звезды больше,
чем в спектре, полученном в лаборатории. К нам или от нас движется звезда?
Будет ли наблюдаться сдвиг линий спектра, если звезда движется поперек луча
зрения?

На фотографии спектра звезды ее линия смещена относительно своего
нормального положения на 0,02 мм. На сколько изменилась длина волны,
если в спектре расстояние в 1 мм соответствует изменению длины волны
на 0,004 мкм (эта величина называется дисперсией спектрограммы)? С какой
скоростью движется звезда? Нормальная длина волны 0,5 мкм = 5000 А
(ангстрем) 1 А = Ю-10 м.

По рисунку 41 определите с помощью масштабной линейки диспёрсию
в ангстремах на 1 мм длины спектра в интервале длин волн 4261—4277 А.
Измерьте, используя лупу, сдвиг центра линии HY в спектре звезды (самая
широкая) относительно той же линии спектра сравнения. Вычислите по этому
сдвигу линий лучевую скорость звезды.

2. Оптические и радионаблюдения. Мы выяснили, что разнообраз-
ные и ценные сведения о светилах дает астрономам спектральный
анализ. Однако для изучения небесных объектов применяют и
другие методы, например фотографирование светил при помощи
астрографов. Астрограф — это телескоп, предназначенный спе-
циально для фотографирования участков ночного неба. Положения
звезд на снятых негативах измеряют при помощи специальных при-

боров в лаборатории. Негативы сохраняют в шкафах, где их ряды
образуют «стеклянную фототеку». С помощью астрономических фо-
тографий можно измерить медленные перемещения сравнительно
близких звезд на фоне более далеких, увидеть изображения -очень
слабых объектов на негативе, измерить величину потоков излуче-
ния, приходящего от звезд, планет и других космических объек-
тов Для высокоточных измерений энергии световых потоков ис-
пользуют фотоэлектрические фотометры. В них свет от звезды,
собираемый объективом телескопа, направляется на светочувст-
вительный слой электронного вакуумного прибора — фотоумножи-
теля, в котором возникает слабый ток, усиливаемый и регистри-
руемый специальными электронными приборами. Пропуская свет че-
рез специально подобранные цветные ^светофильтры, астрономы ко-
личественно и с большой точностью оценивают цвет объекта.

Наши представления о небесных телах и их системах чрезвы-
чайно обогатились после того, как стало возможным изучать их
радиоизлучение. Для этого созданы радиотелескопы раз-
личных систем. Антенны некоторых радиотелескопов похожи на
обычные рефлекторы. Они собирают радиоволны в фокусе метал-
лического вогнутого зеркала. Это зеркало можно сделать решет-
чатым (рис. 42) и громадных размеров — диаметром в десятки
и сотни метров.

Другие радиотелескопы представляют собой огромные подвижные
рамы, на которых параллельно друг другу укреплены металлические
стержни или спирали (рис. 43). Приходящие радиоволны возбужда-

ют в них электромагнитные коле-
бания, которые после усиления
поступают в очень чувствительную
приемную радиоаппаратуру для ре-
гистрации радиоизлучения объекта.
Есть радиотелескопы, состоящие
из отдельных антенн, удаленных
друг от друга (иногда более чем
на 1000 км), с помощью которых
производятся одновременные на-
блюдения космического радиоис-
точник^. Такой способ позволяет
узнать структуру радиоисточника
и измерить его угловой размер, да-
же если он во много раз меньше
угловой секунды.

3- Обсерватории. Астрономические
исследования проводятся в на-
учных институтах, университетах
и обсерваториях. Пулковская
обсерватория под Ленинградом
(рис. 44) существует с 1839 г. и
знаменита составлением точнейших
звездных каталогов. Ее в прошлом

Рис. 42. Радиотелескоп с
чатым зеркалом.

решет-

веке называли астрономической столицей мира. В ходе бурного
развития науки в нашей стране было построено много дру-
гих обсерваторий, в том числе в союзных республиках. К круп-
нейшим следует отнести Специальную астрофизическую обсерва-
торию на Северном Кавказе, обсерватории Крымскую (вблизи
Симферополя), Бюраканскую (вблизи Еревана), Абастуманскую
(вблизи Боржоми), Голосеевскую (в Киеве), Шемахинскую (вблизи
Баку). Из институтов крупнейшие — Астрономический институт
имени П. К. Штернберга при МГУ и Институт теоретической
астрономии Академии наук СССР в Ленинграде.

Не каждая обсерватория ведет все виды астрономических ра-
бот, но на многих есть специальные инструменты, предназначенные
для решения определенного класса астрономических задач, напри-
мер для определения точного положения звезд на небе, а также
быстродействующие счетные машины.

4. Исследования с помощью космической техники занимают осо-
бое место в методах изучения небесных тел и космической среды. На-
чало этих исследований было положено запуском в СССР в 1957 г.
первого в мире искусственного спутника Земли, а затем полетом
первого в мире космонавта, советского гражданина — Ю. А. Гага-
рина. К настоящему времени космонавтика сделала возможным:

создание внеатмосферных искусственных спутников Земли;

создание искусственных спутников Луны и планет; 3) достав-
ку приборов, управляемых с Земли, на Луну и планеты; 4) созда-
ние автоматов, доставляющих с Луны пробы грунта; 5) полеты в
космос лабораторий с людьми и высадку космонавтов на Луну.

Рис. 43. Радиотелескоп с антенной в форме спиралей, установленных на общей
раме.

Рис. 44. Главное здание Пулковской обсерватории.

Внеатмосферные наблюдения позволяют принимать излучения,
которые сильно поглощаются земной атмосферой: далекие ультра-
фиолетовые, рентгеновские и инфракрасные лучи, радиоизлучение
некоторых длин волн, а также корпускулярные излучения Солнца
и других тел. Внеатмосферные наблюдения Луны и планет, звезд
и туманностей, межпланетной и межзвездной среды очень обогатили
наши знания о природе и физических свойствах этих объектов1

.ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАНЕТ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ
И ЗЕМЛИ

1. Изучение физической природы планет. Уже давно были установ-
лены размеры и массы планет, период их вращения вокруг оси и
наклон этой оси к плоскости орбиты для каждой планеты. Размеры
и масса планет определяют еще одну важную характеристику — силу
тяжести на поверхности, которая прежде всего указывает, может
ли данная планета удерживать вокруг себя атмосферу. Молекулы,
имеющие скорость большую, чем параболическая, покидают планету.
В результате малые планеты и большинство спутников планет не
имеют никакой атмосферы. У не очень массивной планеты атмосфера
малоплотная; например, у Марса с меньшей силой тяжести на
поверхности, чем у Земли, атмосфера более разреженная. У пла-
нет-гигантов, примером которых является Юпитер с большой силой
тяжести у поверхности, атмосферы плотные* и содержат молеку-
лярный водород, который практически отсутствует в атмосферах
четырех планет, ближайших к Солнцу. Плотность атмосферы и ее

1 В настоящее время новые открытия происходят так часто, что книги, в част-
ности учебники, не могут за ними успевать, поэтому новости астрономии следует
черпать из журналов, лекций и газет.

химический состав определяют степень поглощения в ней светового,
теплового и корпускулярного излучения, идущего от Солнца. Темпе-
ратура поверхности планеты зависит от ее расстояния до Солнца
и наличия атмосферы. Вращение планеты способствует выравни-
ванию температур на ночном и дневном полушарии.

Изучение планет проводится как с помощью наземных астроно-
мических инструментов, установленных в обсерваториях, так и с
помощью космических аппаратов.

Об основных результатах исследований речь пойдет в следую-
щих параграфах.

2. Характеристика планет земной группы. Четыре ближайшие к
Солнцу планеты называются планетами типа Земли в отличие от пла-
нет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Планеты в
этих группах сходны между собой по физическим условиям. Это яв-
ление не случайное. Оно связано с историей образования и разви-
тия планет. Плутон, еще мало изученный, близок по размеру и
массе к планетам земной группы.

Меркурий, Венера, Земля и Марс отличаются от планет-гиган-
тов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, бо-
лее медленным вращением, гораздо более разреженными атмосфе-
рами, малым числом спутников или отсутствием их. Изучение этих
планет способствует более глубокому знанию физической природы
Земли.

I 3. Земля. Атмосфера. Газовая оболочка — атмосфера, окру-
жающая Землю, содержит 18% азота, 21% кислорода и ничтожное
количество других газов.

Нижний слой атмосферы называется тропосферой, которая
простирается до высоты 10—12 км (в средних широтах). В ней
температура падает с высотой; выше лежит стратосфе-
ра — слой постоянной температуры порядка —40° С. С высоты око-
ло 25 км температура земной атмосферы медленно растет вследст-
вие поглощения ультрафиолетового излучения.

Плотность атмосферы падает с высотой. На высоте около 6 км
она в 2 раза меньше, чем у поверхности Земли. На высоте в сотни
километров плотность атмосферы измеряется по торможению дви-
жения искусственных спутников Земли. Там она в миллионы
раз меньше, чем у поверхности. Выше, до нескольких радиусов
Земли, имеется только разреженный водород. Плотность там поряд-
ка сотен атомов в кубическом сантиметре.