РЕДКИЕ И НЕОБЫЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА НЕБЕ Страница выполнена по материалам энциклопедии для детей АВАНТА+ «Астрономия» (Энциклопедия для детей. Т.8. Астрономия. Э68 /Глав. ред. М.Д. Аксёнова.- М.: Аванта+, 1997.- 688 с.) Выполнила: Дёмина Е.Ю. |
Издавна человек наблюдал и стремился понять не только обычные, периодически повторяющиеся небесные явления, но и необычные, т.е. достаточно редкие. Уже в древнейших хрониках говорится о цветных кольцах вокруг солнца и Луны, о появлении на небе трёх солнц, столбов света, ярких сияний, о разной формы и яркости «кометах», мчащихся к Земле, перемещающихся подобно планетам, среди звёзд или движущихся вокруг Земли вместе с небом. (Судя по описаниям, «кометами» составители хроник называли любые светящиеся образования в небе, в том числе и шаровую молнию.)
Все эти необычные явления моможно условно разделить на три категории: события, происходящие в ближнем или дальнем космосе, явления, протекающие в земной атмосфере под воздействием на неё космических факторов, и, наконец, явления, связанные с состоянием земной атмосферы.
Рисунок 1. Восход солнца. Рефракция в атмосфере.
МИРАЖИ
Как известно, свет распространяется по прямой лишь в однородной среде. На границе двух сред луч света преломляется, т.е. несколько отклоняется от первоначального пути. Такой неоднородной средой является, в частности, воздух земной атмосферы: плотность его возрастает у земной поверхности. Луч света искривляется, и в результате светила выглядят несколько смещёнными, приподнятыми относительно своих истинных положений на небе. Это явление называется рефракцией (от лат. refractus-преломлённый).
Особенно сильной рефракция бывает тогда, когда светила находятся у горизонта. Подсчитано, что звёзды, Солнце, Луна на восходе и на закате кажутся выше своих истинных позиций на 35', т.е. на полградуса. Примерно половине градуса равны и угловые размеры солнечного и лунного дисков. Поэтому если мы видим, что заходящее Солнце (или Луна)нижним краем касается Земли, то на самом деле за горизонт заходит верхний край. Вследствии рефракции света в атмосфере могут появляться мнимые изображения отдалённых объектов- миражи.
Воздух нагревается от поверхности Земли, и с высотой его температура падает. Однако если над слоем прохладного воздуха оказывается более тёплый (принесённый, например, южными ветрами) и сильно разреженный воздушный слой, а переход между ними добольно резок, то рефракция значительно усиливается. Лучи света, идущие от предметов на Земле, описывают подобие дуги возвращаются вниз, иногда за десятки, даже сотни километров от своего источника. Тогда наблюдается «поднятие горизонта», или верхний мираж.
С Лазурного берега Франции в ясное утро порой можно увидеть поднимающиеся из Средиземного моря горы острова Корсика-до него более 200 км. В Калабрии, напротив сицилийского берега, в воздухе часто появляются незнакомые пейзажи с кипарисами и замками. Исследователи считают, в возникновении верхних миражей на побережье Средиземного моря виновата близость Сахары: массы горячего воздуха поднимаются над пустыней, а затем перемещаются на север.
Камилл Фламмарион сообщил в книге "Атмосфера", что жители бельгийского города Вервье июньским утром 1815 г. увидели в небе войско так ясно, что даже различили форму артиллеристов. Это было утро битвы при Ватерлоо. Расстояние между Вервье и Ватерлоо 105 км. Верхние миражи нередко наблюдают в море перед бурей. Видимо, именно они и породили легенды о кораблях призраках.
Нижние миражи возникают преимущественно в тех случаях, когда слои воздуха у поверхности Земли (например, в пустыне) разогреты настолько, что лучи света, исходящие от предметов, сильно искривляются. Описав дугу у поверхности, они идут снизу вверх. Тогда можно вдруг увидеть деревья и дома, как будтоотражённые в воде. На самом деле это перевёрнутые озображения далёких ландшафтов. Нижние миражи можно наблюдать даже на раскалённой Солнцем асфальтовой дороге.
Рисунок 2. 1-Верхний мираж (ход лучей).Вид верхнего миража определяется не только состоянием атмосферы, но и ландшафтом местности. Иногда лучи перекрещиваются и в небе возникает перевёрнутое изображение удалённого предмета. 2-Нижний мираж (ход лучей).
Рисунок 3. 1-Нижний мираж. 2-Верхний мираж.
РАДУГА
Рудуга даёт уникальную возможность наблюдать в естественных условиях разложение белого света на спектр. Она обычно появляется после дождя, когда Солнце стоит довольно низко. Где-то между Солнцем и наблюдателем ещё идёт дождь. Солнечный свет, проходя сквозь капли воды, многократно отражается и преломляется в них, как в маленьких призмах, и лучи разного света выходят из капель под различными углами. Это явление называется дисперсией (т.е. разложением) света. В результате образуется яркая цветная радуга (а на самом деле круг; целиком его можно увидеть с самолёта).
Рисунок 4. Радуга над океаном.
Иногда наблюдается сразу две, реже- три разноцветные дуги. Первую радугу создают лучи, отразившиеся внутри капель однократно, вторую- лучи, отразившиеся дважды, и т.д. В 1948 г. в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) среди туч над Невой появилось сразу четыре радуги. Вид радуги, яркость цветов, ширина полос зависят от размеров и колисества водяных капель в воздухе. Яркая радуга бывает летом после грозового дождя, во время которого падают крупные капли. Как правило, такая радуга предвещает хорошую погоду. Радугу даёт и Луна, но поскольку сама она (по сравнению с Солнцем) светит слабо, то и радуга от неё слабая и бледная.
ГАЛО
Светлый туман вокруг Солнца или Луны можно видеть довольно часто. Это бывает тогда, когда небо затянуто пеленой- лёгкими высокими перистыми облаками. Мельчайшие ледяные кристаллики и капельки воды, из которых эти облака состоят, как бы светятся, рассеивая лучи яркого источника света (Так же блестят зимой замёрзшие окна, создавая ореол вокруг фонаря; подобный ореол можно наблюдать и вокруг лампочки, если посмотреть на неё через лёгкую полупрозрачную ткань). Но иногда, если облака достаточно тонкие и однородные, вокруг Солнца или Луны появляется не просто туманное свечение, а яркий круг, реже сразу несколько гругов- гало (от греч. галос-круг, диск).
Рисунок 5. Гало вокруг Луны.
Гало возникает, когда лучи света преломляются на сгустившихся в высоких облаках ледяных кристалликах, имеющих форму шестигранных призм. В результате мы видим малый круг гало радиусом 22 градуса. Большой круг образуют лучи, прошедшие через боковую грань и основание призм-кристалликов. Его радиус равен примерно 46 градусов. Большой круг наблюдается реже и светится слабее, однако вокруг Солнца его разглядеть проще, чем малый, теряющийся в ярком солнечном свете. Малое гало лучше видно вокруг Луны. Благодаря дисперсии света гало всегда слегка окрашены в радужные тона. Обычно гало предвещает дождь.
Изредка ледяные кристаллы, составляющие облака, располагаются так, что отдельные участки гало светятся более ярко, образуя паргелии (от греч. пара-возле и гелиос-солнце)-ложные солнца.
Рисунок 6. Парагелии (ложные солнца).
Иногда в тихую погоду на закате или на восходе можно заметить по обе стороны от Солнца столбы света, как бы вздымающиеся к небу из-под Земли. Это лучи, отражённые от вертикально расположенных ледяных кристаллов, из которых образуются медленно опускающиеся перистые облака. Отдельные участки столбов бывают порой настолько яркими, что тоже создают ложные солнца. В сильный мороз такие столбы предвещают дальнейшее понижение температуры. В старину на Руси яркие участки столбов и гало и ложные солнца называли «пасолнца», «уши», «солнце с ушами».
Рисунок 7. Лучи Солнца, пробивающиеся сквозь кучевые облака..
ВЕНЦЫ
Часто, взглянув на Луну, просвечивающую через перистые облака или прозрачную дымку, можно увидеть, что ёё диск окружён небольшими радужными кольцами. Эти кольца называют венцами. Они образуются вследствие дифракции света на мельчайших капельках воды. Чем крупнее капли, тем меньше диаметр венцов. Издавна люди подметили, что малые венцы предвещают дождь, а большие- улучшение погоды. А ещё в народе об этом явлении говорят «месяц в тереме». Венцы видны и вокруг Солнца, но яркий свет дневного светила затрудняет их обнаружение.
Рисунок 8.Венец вокруг Луны.
ПОЛЯРНЫЕ СИЯНИЯ
Земля постоянно находится в разреженном потоке испущенных Солнцем заряженных частиц (электронов, протонов) и как бы обдувается солнечным ветром. Попадая в самый верхний слой атмосферы, частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля Земли. Магнитные полюса нашей планеты не совпадают с географическими, хотя и располагаются недалеко от них, причём эжный магнитный полюс лежит вблизи Северного географического полюса, и наоборот. Около магнитных полюсов силовые линии направлены вниз, к Земле. Заряженные частицы проникают в более плотные слои атмосферы и воздействуют на молекулы воздуха, вызывая свечение атмосферы- полярные сияния.
Рисунок 9. Полярное сияние.
Полярные сияния разнообразны по виду и яркости. В старину жители русского севера различали слабую белесоватую отбель, яркие радужные лучи, багрецы, зори, столбы, снопы, сполохи. В основном полярные сияния по форме похожи на светящиеся пятна или ленты, висящие в небе как огромный занавес. Когда на Солнце происходят вспышки, поток заряженных частиц увеличивается. Они существенно искажают форму магнитного поля Земли, вызывая магнитные бури и интенсивные полярные сияния. Иногда, при особом усилении солнечной активности, заряженные частицы проникают в плотные слои атмосферы средних и даже низких широт. Тогда и там вспыхивают полярные сияния.
Рисунок 10. Полярное сияние «арлекин».
Вот какое описание полярного сияния, наблюдавшегося на юге Франции в 585 г., оставил историк и хронист Григорий турский: «Мы видели на небе... лучи со стороны севера, такие яркие, которых раньше ещё не видели. И вот, в то время как мы, поражённые, смотрели на них с удивлением, с четырёх сторон света появились другие подобные им лучи и всё небо покрылось ими. А в середине неба было блестящее облако, к которому сходились эти лучи, наподобие шатра, который снизу начинался более широкими полосами, вверху кончался более узкими и на вершине связывался в один пучёк...».
8 марта 1970 г., около десяти часов вечера, полярное сияние наблюдалось над Москвой. Северный участок неба светился ярким нежно-зеленоватым светом. Свечение занимало почти четверть горизонта и сверху ограничивалось слабой пурпурной каймой. Справа и слева располагались пурпурные столбы, очертания которых медленно менялись. Примерно через полчаса сияние стало тускнеть и затем исчезло.
Рисунок 11. Полярное сияние «занавес».
МЕТЕОРЫ
Бывает, что ночное небо пронзает огненная стрела. Внезапно вспыхнув в воздухе, она некоторое время мчится к Земле, а затем также неожиданно гаснет. Эти явления часто называют падающими звёздами. Но к звёздам они не имеют никакого отношения. В Солнечной системе движеться множество метеорных тел- крупных и мелких частицтвёрдого вещества. Если путь метеорного тела проходит вблизи Земли, оно может войти в её атмосферу. От трения об воздух, такие частицы нагреваются и сгорают или испаряются, оставляя за собой в воздухе быстро исчезающий светящийся след- метеор. Особенно яркие метеоры- болиды- хорошо видны даже днём и напоминают большую раскалённую головешку, за которой тянется широкая длинная дымная полоса. Не все метеорные тела полностью сгорают в атмосфере. Некоторые достигают поверхности Земли и, если попадают в руки учёных, многое могут поведать об истории нашей планетной системы.
Рисунок 12. Болид.
ПОКРЫТИЕ ЗВЁЗД 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.)
Рисунок 13. Покрытие звёзд Луной. Коллаж.
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.
*****
Увлечённый наблюдатель видит на небе много удивительных событий. Кроме описанных к редким явлениям можно отнести солнечные и лунные затмения, а также яркие кометы.
Рисунок 14. Участок ночного неба с кометой Хиякутаки. Апрель 1996 г.
Страх и изумление вызывали они когда-то. Не зная причины этих явлений, люди по-своему пытались истолковать их, связать с событиями повседневной жизни. Так рождались мифы, возникали суеверия. Но по мере накопления знаний о природе, совершенствования методов наблюдений и их анализа необычные явления переставали быть таковыми. Почти все они получили объяснение, заняв своё место в общей научной картине мира.
