Парадоксы северного неба: Часть 1. Загадка исчезновения Скорпиона в июле
В этой серии постов я расскажу об удивительных особенностях звёздного неба высоких широт, про которые крайне редко, если вообще когда-нибудь упоминают, тем не менее они есть и оказывают сильное влияние на наблюдения в этих местах. Я несколько лет наблюдал небо в городе Кинешма Ивановской области на 57,5-й широте и готов поделиться результатами. Погнали. Всем известно, что картина звёздного неба постепенно меняется в течение года из-за вращения Земли вокруг Солнца - наша планета в разные сезоны повёрнута ночной стороной к разным звёздам. Солнечные сутки (по которым мы живём, они длятся ровно 24 часа) не совпадают со звёздными (периодом вращения Земли вокруг оси, это чуть меньше - 23 часа 56 минут 4 секунды). Поэтому с каждым днём все восходы, заходы, кульминации (моменты максимальной и минимальной высоты звезды над/под горизонтом) и другие события на звёздном небе происходят на 3 минуты и 56 секунд раньше. Это всё понятно. Но замечали ли вы когда-нибудь, что в период с конца весны по вторую половину лета небо как будто ускоряется? Возьмём две даты, равноудалённые от летнего солнцестояния на 30 дней, это будут 22 мая и 21 июля (по случайному совпадению, это как раз крайние дни, когда на широте Кинешмы наступают астрономические сумерки, между ними вообще не бывает темнее навигационных). От первой даты до второй всего 2 месяца, но то, насколько за этот период меняется видимость созвездий, почти невозможно осознать. В конце мая темнеет уже поздно, и настоящая темнота наступает только к астрономической полуночи (моменту, когда Солнце максимально глубоко под горизонтом). В это время высоко на юго-юго-западе горит яркий Арктур, а гораздо ниже его - Спика. На западе клонится к горизонту трапеция Льва. Это всё весенние звёзды. На северо-западе ещё видны остатки зимних созвездий: близнецы Кастор и Поллукс, а ближе к северу также звезда Капелла. В восточной части неба поднимается Летний треугольник. У самого юго-юго-восточного горизонта мерцает Антарес из Скорпиона. На севере находится Персей, на северо-востоке поднимаются Кассиопея с Цефеем, а под ними уже восходит осенний квадрат Пегаса. Наконец, вблизи зенита - Большая Медведица и Дракон.
Вид звёздного неба в Кинешме в астрономическую полночь 22 мая. Направления соответственно на юг, на запад, на восток, на север и в зенит.
Но что меняется через 60 дней, в конце июля? Темнеет ещё так же поздно, и в истинную полночь перед нами предстаёт совсем другая картина. На юге кульминирует Летний треугольник. Спика и трапеция Льва ушли за горизонт, а Арктур сместился далеко на запад. Большой Ковш спустился к северо-западу и принял свою классическую форму. Квадрат Пегаса на востоке и Персей на северо-востоке поднялись уже довольно высоко, под ними видны звёзды Овна - осень приближается. Капелла одиноко плывёт на северо-северо-востоке. Зенит, помимо Дракона, занял Цефей, а к нему приближается Кассиопея. А где же Антарес? Его нигде нет. Правильно, потому что он уже зашёл. Как так, ведь Скорпион - летнее созвездие, почему так рано?
Вид звёздного неба в Кинешме в истинную полночь 21 июля, направления в том же порядке.
Но самое поразительное даже не это. А на то, что на 57,5 широте звёздное небо конца мая и конца июля вообще не имеет ничего общего! Сравним два момента - когда наступает рассвет 22 мая и когда темнеет 21 июля. Примем теперь за границу светлоты/темноты высоту Солнца не -12, а -10 градусов (про такое не напишут нигде, но я своими наблюдениями установил, что именно при этом угле погружения Солнца становится видно большинство звёзд и прекращается ощущение сумерек и белой ночи). Итак, 22 мая по официальному зимнему времени в Кинешме становится светло уже в 1:37. А 21 июля темнеет до того же уровня в 22:48.
Посмотрите: в обоих случаях высота Солнца -10 градусов, но 22 мая в 1:37 звёздное время 17 часов 24 минуты, а 21 июля в 22:48 - 18 часов 35 минут. Впрочем, даже простым взглядом заметно, что на втором изображении все звёзды сместились к западу.
Что это значит? Выходит, что когда небо темнеет в конце июля, оно уже позже по звёздному времени (т.е. хронологически старше), чем было в конце мая на рассвете! А дальше в течение июльской ночи оно становится только ещё позже. И наоборот: вечером и ночью в мае звёздное время было ещё меньше, чем когда светло уже становилось. Но почему так? Почему в наших широтах звёздное небо мая и июля - это полные противоположности, как будто между ними все полгода? Зимой ведь то же самое смещение на 4 часа за 2 месяца совсем не так резко воспринимается. Причина кроется в разной долготе дня. Поздней осенью и зимой ночь длится очень долго, и 4 часа - это небольшая её часть. Поэтому мы можем наблюдать одни и те же явления на небе (например, кульминацию Ориона) и в октябре, и в декабре, и в феврале. Да, осенью это происходит под утро, в начале зимы - в середине ночи, а в конце - вечером, но всё это видимо, разница даже в 8 часов не мешает.
Картина звёздного неба 22 октября в 3:47, 21 декабря в 23:51 и 19 февраля в 19:51. Как видно, звёздное время и положение созвездий абсолютно идентичны, и всё это время полностью темно.
Летом же 4 часа - это почти всё тёмное время суток. Из-за этого те созвездия, которые в мае появлялись только под утро, быстро и незаметно переходят в июне через светлую и короткую ночь и в июле уже видны вечером. А то, что в мае наблюдалось вечером или ночью, во второй половине лета вообще моментально уходит на дневное или ранне-вечернее (когда ещё Солнце не зашло) небо по той же причине. И наоборот, то, что в середине лета можно наблюдать ночью или утром, в конце весны вставало уже позже Солнца. В самом деле, если 22 мая истинная полночь в Кинешме наступает в 0:08, то посчитаем, во сколько будет то же самое звёздное время 21 июля и получим 20:08.
Однако, как мы видим, в этот момент Солнце ещё не зашло и находится в 3,5 градусах над горизонтом.
Обратное: звёздное время как 21 июля в 0:17, 22 мая было в 4:13.
Но результат тот же - Солнце уже взошло и стоит на высоте 3 градуса.
Вот такой любопытный эффект. А вы замечали подобное "ускорение" неба при наблюдениях в своих регионах? Поделитесь в комментариях, на какой широте вы находитесь и как у вас обстоят дела с видимостью упомянутых созвездий. В следующей части мы подробно разберём, как именно этот феномен влияет на практические наблюдения, а также узнаем, какая именно геометрическая причина заставляет Скорпиона так стремительно покидать наше небо и куда именно он уходит.
