Покрытие звезд Луной

Луна - наш единственный естественный спутник - лишена атмосферы. Благодаря этому с Земли можно разглядеть относительно мелкие детали лунной поверхности, а также многое узнать о далёких звёздах.

Обращаясь по своей орбите, Луна часто оказывается между Землёй и какой-либо звездой. Если это происходит не в полнолуние, то можно видеть, как звезда вдруг исчезает за тёмным краем лунного диска. Это явление называется покрытием звезды Луной. (Если звезда вдруг показывается из-за тёмного края лунного диска, говорят об "открытии" звезды.) Ярких звёзд на пути Луны не так много. Поэтому увидеть покрытие невооружённым глазом доводится не часто. Можно наблюдать покрытие в бинокль или подзорную трубу, если заранее знать, когда именно оно произойдёт.

Телескопические наблюдения покрытий Луной слабых звёзд (они происходят довольно часто) и определение с помощью высокоточных часов моментов покрытий помогают уточнить данные о движении нашего естественного спутника, а также детали лунного рельефа. Наблюдая покрытия с помощью современной высокоточной аппаратуры, удаётся определять угловые размеры звёзд и разрешать тесные двойные звёзды, которые нельзя разделить другими методами.

Наблюдения покрытий проводят и любители астрономии во всём мире, в том числе в нашей стране. Их результаты вносят существенный вклад в науку.

Серебристые облака

Вот как описал это явление в 1885 г. один из первых его исследователей, русский астроном Витольд Карлович Цераский: "Облака эти ярко блистали на ночном небе чистыми, белыми, серебристыми лучами, с лёгким голубоватым отливом, принимая в непосредственной близости от горизонта жёлтый, золотистый оттенок. Были случаи, что от них делалось светло, стены зданий весьма заметно озарялись, и неясно видимые предметы резко выступали. Иногда облака образовывали слои или пласты, иногда своим видом похожи были на ряды волн или напоминали песчаную отмель, покрытую рябью или волнистыми неровностями...".

Серебристые (мезосферные) облака являются самыми высокими облачными образованиями: они наблюдаются на высоте 75-95 км (средняя высота их появления -82 км). В отличие от привычных нам тропосферных облаков, они располагаются в зоне активного взаимодействия атмосферы Земли с космическим пространством. Хотя название "ночные светящиеся облака" наиболее точно отвечает их внешнему виду, правильнее серебристые облака отнести к разряду сумеречных явлений, так как чаше всего их наблюдают именно в гражданские и навигационные сумерки. Солнце, опустившись под горизонт на 3-16°, ещё освещает верхние слои атмосферы, создавая эффект облаков, светящихся на тёмном небе. Как правило, их видят в летние месяцы (май - сентябрь) на широтах 45-70°, причём наиболее часто на широте 56° (широта Москвы). На этих широтах облака появляются в среднем от 9 до 20 раз за сезон. Так, 26 июня 1989 года над Москвой, несмотря на мешающие городские огни, смог и высокие строения, которые закрывают небо у горизонта, можно было увидеть яркие серебристые облака. Они были видны из южной части Москвы в направлении на север и наблюдались немногим более часа восемь ночей подряд, с 8 по 16 июля. Время существования отдельных облаков также подвержено значительным колебаниям: от 10 мин до 5 ч. Загадка их заключается в том, что они образуются на огромной высоте, куда ни водяной пар, ни другие вещества, входящие в состав обычных облаков, подниматься не могут.

Наблюдения показывают, что на широте 56° серебристые облака чаше всего появляются в период с третьей декады июня по вторую декаду июля, тогда их обширные поля занимают плошали до нескольких миллионов квадратных километров. Кроме того, существуют многолетние вариации их интенсивности, связанные с солнечной активностью.

Ракетные эксперименты, выполненные в 80-е гг. в Швеции, дали интересную информацию о составе серебристых облаков. На высотах 80-94 км обнаружен слой "тяжёлых" положительных ионов, присутствие которых указывает на возможность образования ледяных частиц при сравнительно слабых колебаниях температуры. Облака, состоящие из подобных ледяных частиц, могут быстро распадаться, если температура повысится на 10-20 К.

Как показали расчёты и наблюдения, в наш космический век процесс образования облаков могут вызвать жидкостные ракеты вторых ступеней мощных ракет-носителей, функционирующие на высотах 60- 120 км. При каждом запуске ракета-носитель выбрасывает около 1200 т водяного пара. В связи с этим предполагается, что в последующие десятилетия интенсивность облакообразования в мезосфере возрастёт более чем на 50%. Авторы расчётов, американские геофизики, утверждают, что подобные изменения в верхней атмосфере вряд ли существенно отразятся на климате Земли.

Вместе с тем одна из последних гипотез связывает серебристые облака с возникновением озонной дыры: их активное образование приводит к уменьшению свободного газового озона. Если эта идея найдёт подтверждение, то наблюдение серебристых облаков приобретает особое значение.

Ледяные кристаллы, из которых состоят облака, представляют серьёзную угрозу для керамических плиток тепловой зашиты космических аппаратов многоразового использования. При сверхзвуковых скоростях перегрев и разрушение керамических плиток могут иметь катастрофические последствия. Помимо этого серебристые облака отрицательно воздействуют на процесс управления космическим аппаратом на этапах входа в плотные слои атмосферы. Таким образом, возникают пространственно-временные ограничения в использовании космической техники в зонах образования серебристых облаков. Учитывая это, специалисты из Космического центра Кеннеди (США) внесли коррекцию в угол наклона орбиты при девятом полёте корабля "Шаттл".

Несмотря на обилие данных, полученных о верхней атмосфере, природа серебристых облаков по-прежнему до конца не разгадана. Неизвестно, какие глобальные явления в земной атмосфере предопределяют их возникновение, связаны ли они с физическими процессами в нижней атмосфере, какие физико-химические процессы сопровождают их образование и распад. Чтобы ответить на все эти вопросы, требуются высокое качество наблюдательного материала и его тщательный анализ.

Серебристые облака полностью не изучены. Существует множество (помимо изложенных выше) теорий их происхождения и состава. Например, было такое предположение, что они состоят из вулканической или метеорной пыли, но они, как стало позднее известно по данным со спутника UARS, состоят в основном из водяного льда. Это сравнительно молодое явление ? впервые о них сообщается в 1885, вскоре после извержения Кракатау, и было предположение, что они могут быть связаны с изменением климата. В 1978 году было даже озвучено предположение, что серебристые облака представляют из себя оптический эффект, по природе подобный миражам.

Правда, как утверждают некоторые источники, ни одна из предложенных на сегодня теорий происхождения серебристых облаков не согласуется с результатами наблюдений. Совсем недавно физик М. Дубин выдвинул новую теорию. Согласно ей, пыль и водяной пар серебристых облаков имеют космическое, а не земное происхождение: их приносят ледяные метеоры, разрушающиеся в верхних- слоях нашей атмосферы. Приближаясь к неосвещенному полушарию Земли, они приобретают электрический заряд и распадаются на частицы, направляемые магнитным полем планеты к полюсу. Серебристые облака образуются также и над экваториальными областями при условии интенсивного потока ледяных метеоров - "космоидов". Сценарий образования фрагментов серебристых облаков достаточно полно изложен, например, в статье Е. Дмитриева "По следам кометных катастроф" Краткая сущность его может быть сведена к следующему... В космическом пространстве ледяные глыбы притягиваются, "слипаются". Учитывая незначительные величины уравновешенных сил взаимного гравитационного притяжения, эти глыбы образуют своего рода миниатюрные "звездные шаровые скопления", тела в которых обращаются вокруг общего центра масс с определенными по отношению друг к другу скоростями. В случае когда подобному "скоплению" суждено столкнуться с Землей, то уже на расстоянии порядка 2,3 миллиона километров эта "система" начинает переориентироваться на нашу планету.

Орбиты летающих "льдышек" становятся все более и более вытянутыми. В какой-то момент космические частицы перестают возвращаться к центру масс "шарового скопления" и выстраиваются по оси, направленной к Земле. Первыми перестраиваются мельчайшие частицы рои - пыль, которая вращается, как правило, дальше всего от центра "скопления". Уже затем в "боевую колонну" переходят все более крупные фрагменты. Рой частиц вытягивается и четко ориентируется на Землю. Возглавляет его пылевое облачко, которое можно считать "лидером", а за ним следуют все увеличивающиеся в размерах ледяные метеоры... Пылевые "лидеры", или, другими словами, пылевые сгустки, и являются "исходным материалом" для образования серебристых облаков. Связывая серебристые облака с многочисленными попутчиками кометы Галлея, следовало бы ожидать увеличения их интенсивности с начала 60-х годов нашего столетия.

Именно это и подтвердили полеты советских космонавтов, начавшиеся примерно за 1 часть периода обращения кометы Галлея до сближения ее в 1986 году с Землей. Наблюдения советских космонавтов показали, что серебристые облака действительно появляются и над полюсами, и над экватором, где температура на высоте 80 километров слишком велика для конденсации водяного пара. Интересно, что наиболее яркие серебристые облака появились после падения Тунгусского метеорита в 1908 году и после последнего пролета кометы Галлея возле нашей планеты...

Примечательно, что серебристые облака являются одним из основных источников информации о движении воздушных масс в верхних слоях атмосферы.

Перламутровые облака

Не менее красивое зрелище представляют собой перламутровые облака. Это тонкие, просвечивающие облака, расположенные на больших высотах (около 22-30 км). Наблюдаются, к сожалению, сравнительно редко, обычно на широтах 55-60° непосредственно после захода или перед восходом Солнца. Днём на фоне рассеянного света они становятся невидимыми.