Зодиакальный свет, лестница в небеса и звёздная пыль
Этот рассказ мы начнём… с песни. В списке «Сто величайших рок-песен всех времён» она занимает третье место и первое – в списке «Сто величайших гитарных соло». Это «Лестница в небо» группы «Лед Зеппелин».
Образ лестницы, устремлённой в небо, использовал и драматург Григорий Горин в пьесе «Тот самый Мюнхгаузен». Многие видели фильм, снятый по этой пьесе. Помните финальную сцену? Главный герой поднимается по верёвочной лестнице к месту своей казни – и та вдруг превращается в бесконечную лестницу, устремлённую в небеса...
А можно вспомнить и героев булгаковского романа «Мастер и Маргарита», идущих в небо по световому лучу...
Но откуда же взялся этот чудесный образ? Что это – фантазия художника, выдумка поэта? Вовсе нет! Лестница в небо действительно существует, её можно увидеть, но...
К сожалению, у нас, в России, это сделать очень трудно. Разве что на юге, где-нибудь в Крыму или на черноморском побережье Кавказа, причём вдали от крупных городов – там, где воздух чист и прозрачен, а горизонт не закрыт горами, самый лучший вариант – с борта корабля далеко в море...
Но надёжнее, конечно, отправиться ещё южнее – скажем, в египетскую пустыню. И вот там, вдали от городов, безлунной ночью, ещё задолго до рассвета, мы увидим, как на востоке из-за горизонта медленно поднимается огромный сияющий объект в форме конуса или вытянутого треугольника.
Стоит добавить самую капельку воображения – и вы увидите ту самую настоящую «световую дорогу», «лестницу в небо»!
«А разве это не Млечный Путь?» – спросят те из вас, кто астрономией интересуется, читает книжки и регулярно смотрит видео про науку. Нет, это не Млечный Путь! Положение Млечного Пути в небе неизменно – в нашем северном небе он проходит через созвездия Стрельца, Скорпиона, Орла, Стрелы, Лисички, Лебедя, Кассиопеи, Цефея, Персея, Возничего, Тельца и Близнецов. А вот положение «лестницы в небо» в течение года будет постоянно изменяться – она будет проходить по очереди через созвездия Стрельца, Козерога, Водолея, Рыб... в общем – через знаки Зодиака! Именно поэтому современные астрономы называют это удивительное природное явление «зодиакальным светом».
Зодиакальный свет был отлично известен людям в древности. Ещё в древнеегипетских «Текстах пирамид» упоминается «лестница в небо, созданная богом солнца Ра для фараона». О той же самой «лестнице в небо» часто упоминают папирусы, найденные в гробницах, в том числе знаменитая «Книга мёртвых».
О «руке рассвета» или «дороге в небо» есть упоминания в мифах индейцев майя. Кстати, многие учёные считают, что своей формой пирамиды Древнего Египта и пирамиды индейцев доколумбовой Америки обязаны именно зодиакальному свету!
Из Древнего Египта вместе с еврейским народом образ «лестницы в небеса» попал в Палестину, где был навсегда запечатлён в Библии, в Ветхом Завете, в образе «лествицы Иакова»:
«И увидел во сне: вот, лестница стоит на земле, а верх её касается неба; и вот, Ангелы Божии восходят и нисходят по ней...»
Икона «Лествица Иоанна Лествичника». Черти искушают праведников – пытаются сбросить их с лестницы, ведущей к Богу
Ещё одно название зодиакального света – «ложный рассвет», «фальшивая заря». Например, в мусульманских хадисах, то есть преданиях о пророке Мухаммеде, его словах и деяниях, часто упоминаются «ложный рассвет» (по-арабски «аль-фаджр аль-каазыб»), который люди путают с «истинным рассветом» (по-арабски «аль-фаджр ас-саадык»).
Одной из главных обязанностей мусульмане считают утреннюю молитву, молитву на рассвете – и Мухаммед предостерегал своих последователей, чтобы они, увидев ночью свет на востоке, сперва удостоверились, что это именно настоящий рассвет, а не ложный (то есть зодиакальный свет, «лестница в небо»). Средневековый персидский поэт Омар Хайям писал в своих стихах:
Когда ложный рассвет пронзает восток
Серым холодным лучом,
Наполни ты чаши гостям до краёв
Красным кровавым вином...
Повторно зодиакальный свет «открыл» и описал в своей книге-энциклопедии «Бэконовская Британия» (по имени английского философа Фрэнсиса Бэкона) английский натуралист, астроном и астролог Джошуа Чилдри в 1660 году:
«В феврале вы увидите в небе чётко различимый луч света, простирающийся до самых Плеяд, и я думаю, что его всегда можно увидеть в такое время года. Но какова природа оного луча, я не могу вообразить и оставлю это для будущих исследований...»
Первыми подробную научную теорию происхождения «лестницы в небо» дали французские астрономы – директор Парижской обсерватории Джованни Кассини и его ученик Никола Фатио де Дюилье. Кассини и Фатио указали, что зодиакальный свет проходит через двенадцать созвездий Зодиака, то есть как бы повторяет годичный путь Солнца, говоря мудрёным языком астрономии, «вытянут вдоль плоскости эклиптики».
Они также верно указали на то, что «треугольников» зодиакального света два – один из них виден поздно вечером, когда гаснет вечерняя заря после захода Солнца, а второй виден очень ранним утром, перед восходом. Всё тот же Кассини отмечал (и совершенно правильно), что яркость зодиакального света может быть различной – иногда он виден очень слабо или даже совершенно не виден («между 1665 и 1681 годами таинственный свет вдоль Зодиака полностью исчезал»), а иногда может быть в несколько раз ярче Млечного Пути... Но какова же природа этого свечения?
Наконец, астрономы нашли (как им казалось) правильный ответ. В работе Фатио «Письмо господину Кассини касаемо удивительного свечения, время от времени видимого в небесах» учёный подробно изложил свою теорию – зодиакальный свет возникает в результате рассеивания солнечного света внутри гигантского межпланетного пылевого облака («зодиакального облака») – в точности так же, как луч от карманного фонарика или прожектора красиво рассеивается ночью в тумане, в клубах дыма от костра или просто в сильно запылённом воздухе. Если пыли много – луч виден хорошо и чётко, если пыли мало – то виден еле-еле...
Это было важнейшее открытие в астрономии: оказывается, в нашей Солнечной системе существуют не только центральная звезда (Солнце) и вращающиеся вокруг неё большие и малые планеты. В ней есть ещё и колоссальных размеров облако пыли в форме плоской линзы – причём чем ближе к Солнцу, тем гуще становится это облако, само же Солнце находится в его центре. Тогда становится понятным, почему мы видим с Земли зодиакальный свет как два треугольных «крыла», протянутых от Солнца. В дальнейшем (в 1803 году) немецкий путешественник Александр Гумбольдт открыл, что на самом деле два «треугольника» зодиакального света соединены между собой тонкой, еле различимой полоской слабого света – что означало, что наша с вами Земля находится внутри того самого пылевого облака!
Но, как это часто бывает в науке, разгадка одной загадки неожиданно сама по себе превратилась в другую загадку, ещё более сложную и головоломную. Хорошо, пускай зодиакальный свет – это результат рассеивания солнечного света внутри гигантского облака пыли, но тогда откуда же взялась эта пыль?
Ну подумайте сами: откуда может быть пыль в космосе, а? Каково её происхождение? Ни Кассини, ни Фатио не смогли дать внятного объяснения.
Первое объяснение дали немецкий философ Иммануил Кант и французский математик и астроном Пьер Лаплас – когда предположили (первыми в мире!), что наша Солнечная система не «была всегда», а сформировалась миллиарды лет назад из холодного газо-пылевого облака. А зодиакальный свет – это как бы «остатки строительного материала», «космический строительный мусор», оставшийся после формирования Солнца и планет.
В XIX веке у астрономов появились новые мощные методы исследований, в частности, спектрометрия. Оказалось, что спектр зодиакального света – это очень сильно ослабленный спектр Солнца, то есть это действительно просто рассеивание солнечного света на крохотных пылинках. Фатио и Кассини были правы! Но... возникли и проблемы, причём ой какие серьёзные. В том же XIX веке было открыто такое явление, как давление света. Да-да, если вы этого не знали, свет обладает силой, он может «давить» на предметы – в точности так же, как это делает струя воздуха или воды! Это давление очень слабое, но для крохотной пылинки в масштабах космоса это штука вполне себе серьёзная, и учитывать её влияние нужно обязательно.
За работу принялись математики – и выдали результат, который никого не обрадовал. Получалось, что пылевое облако из «строительного мусора», оставшегося от формирования нашей системы миллиарды лет назад, долго просуществовать не сможет! Если пылинка очень маленького размера, сказали математики, тогда световое давление от Солнца рано или поздно «вытолкает» эту пылинку за пределы нашей системы. А если пылинка «большая», тогда световое давление начнёт тормозить её движение по орбите, и в итоге эта пылинка, опускаясь по спирали, упадёт на Солнце и сгорит. Скажем, пылинка из водяного льда поперечником в одну сотую миллиметра, находящаяся где-нибудь в районе орбиты Земли, должна упасть на Солнце и сгореть «всего-то» через семь тысяч лет. Для человека это очень долго, но для космоса – вообще «ни о чём».
Пылевое облако Кассини–Фатио оказалось нестабильным, буквально за какой-то десяток тысяч лет оно должно было исчезнуть, рассеяться в пространстве, как не было! Но оно было, оно есть, мы видим его собственными глазами – а значит, в него постоянно поступает свежая пыль. Если зодиакальный свет существует миллиарды лет, он должен был полностью обновиться тысячи раз. И это значило, что учёным надо срочно (!) искать – так откуда же берётся распроклятая пыль в этом облаке?
Тогда некоторые учёные выдвинули «теорию космической катастрофы». Дескать, не так давно (тысяч двадцать лет назад или около того) в нашей Солнечной системе была ещё одна большая планета, похожая на Землю (для этой планеты даже название придумали – Фаэтон). Находилась орбита Фаэтона где-то между орбитами Марса и Юпитера. Но в результате какой-то ужасной катастрофы эта планета взорвалась, разлетелась на мелкие части – и так образовались пояс астероидов плюс огромный пылевой диск зодиакального света.
Красивая теория, правда? Были даже идеи, что планета Фаэтон была обитаема, что она взорвалась в результате использования её обитателями термоядерного оружия, что фаэтонцы летали на Землю... В общем, на толстую фантастическую книжку или фильм хватит.
Но снова вмешались вездесущие математики. Они просто взяли и посчитали – сколько же всего пыли в этой окружающей Солнце и планеты «линзе»? Оказывается, не так уж и много – если собрать всю эту пыль вместе и «слепить» из неё планету, то получится небольшой (диаметром около пятнадцати километров) астероид. Если даже добавить к этому вообще все-все астероиды из пояса, то получится объект с массой примерно в четыре процента от массы нашей Луны. Так что никакой «похожей на Землю планеты Фаэтон» не получается, хоть ты лопни!
В середине XX века голландский астроном Ян Оорт предположил, что главным источником «звёздной пыли» являются не астероиды, а кометы. Когда комета приближается к Солнцу, она начинает таять – образуется тот самый состоящий из крохотных пылинок длинный «хвост». Но ведь ни одна комета не может таять вечно, рано или поздно она должна исчезнуть, превратиться в пыль, а пыль или будет вытолкнута световым давлением за пределы системы, или упадёт на Солнце и сгорит.
И тогда Оорт выдвинул теорию о том, что где-то немыслимо далеко (примерно один световой год от Земли) существует чудовищных размеров облако ледяных астероидов, окружающее всю нашу систему – источник происхождения всех комет, «облако Оорта», оставшееся от протопланетного облака, существовавшего пять миллиардов лет назад. Примерная общая масса объектов в облаке Ооорта больше чем в пять раз превышает массу нашей Земли, то есть в данном случае на роль «источника космической пыли» облако Оорта вполне годится.
Но все эти гипотезы, все эти теории были чисто «умозрительными», проверить их справедливость не представлялось возможности – тут не поможет ни один телескоп, и летать на такие чудовищные расстояния в космос люди тоже пока не научились. И тут на помощь учёным пришёл... воздушный шар! Вы можете удивиться – дескать, какие космические исследования можно делать с помощью воздушного шарика?! Оказывается, можно.
Помните, мы говорили о том, что наша Земля тоже находится внутри пылевого облака? А это значит, что часть этой пыли должна выпадать на Землю – причём каждый день (по расчётам) на нашу планету выпадает от пяти до трёхсот тонн «космического мусора», представляете? Те же расчёты всё тех же математиков показали – частички космической пыли движутся с разными скоростями, и далеко не все они сразу сгорают в атмосфере Земли. Поэтому, если забраться на очень большую (около тридцати километров) высоту и взять пробу воздуха, она вполне себе может содержать образцы той самой космической пыли!
Тщательно проанализировав химический состав собранных образцов космической пыли, учёные пришли к выводу: источник постоянного пополнения зодиакального света не один! Там есть и остатки тех самых долгопериодических комет из облака Оорта, и пылинки, получающиеся при столкновениях каменных и железо-каменных астероидов, и даже пылинки, занесённые в космос с поверхности Марса!
Да-да! Слышали о страшной силы пылевых бурях на Марсе? Гравитация у Марса слабая, атмосфера сильно разрежённая, и тонны пыли могут улетать с поверхности планеты в космос, там путешествовать (тысячи лет!) и в результате даже выпадать на Землю! И наоборот – частицы земной пыли, оказавшиеся на огромной высоте при извержении вулкана (или взрыве водородной бомбы), вполне себе могут пролететь за тысячи лет десятки миллионов километров – и оказаться на поверхности Марса! То есть планеты в нашей системе далеко не так изолированы друг от друга, как казалось людям раньше – между ними есть «пылевая почта», «космическая связь»!
А самая интересная часть космической пыли – менее одного процента от общей массы – это те самые невероятно древние пылинки, чудом сохранившиеся с тех самых времён газо-пылевой туманности, протопланетного облака, существовавшего пять миллиардов лет назад на месте нашей Солнечной системы...
Изучение звёздной пыли из зодиакального облака – одна из интереснейших отраслей современной астрономии, и кто знает, какие ещё открытия предстоит в ней сделать...
А напоследок – ещё одно очень забавное, почти что анекдотическое совпадение. Мы же начинали наш рассказ о звёздной пыли и зодиакальном свете с рок-музыки, с песни «Лестница в небо» группы «Лед Зеппелин», с гитарного соло, которое исполнял знаменитый гитарист Джимми Пейдж, да?
Так вот. Оказывается, не менее знаменитый рок-гитарист Брайан Мэй из группы «Квин» в 2007 году защитил кандидатскую диссертацию по астрофизике на тему... «Исследование радиальных скоростей в зодиакальном пылевом облаке» (!).
Как будто не дают спокойно спать рок-музыкантам лестница в небо и звёздная пыль!
Автор песни «Лестница в небо» Джимми Пейдж и автор диссертации «Исследование радиальных скоростей в зодиакальном пылевом облаке» Брайан Мэй
* * *
Эта статья будет опубликована в майском номере журнала "Лучик". Познакомиться с журналом можно здесь: https://www.lychik-school.ru/archive/ Подписаться на журнал можно в почтовом отделении или на сайте podpiska.pochta.ru
Присоединяйтесь к нашему Телеграм-каналу: https://t.me/luchik_magazine
Солнце, 29 марта 2024 года, 14:55
Оборудование:
-телескоп Celestron 102 SLT (оптическая труба)
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-клин Гершеля Lacerta
-светофильтр Baader Solar Continuum
-светофильтр ND3
-камера ZWO ASI 183MC.
Место съёмки: Анапа, двор.
Яйцеподобная экзопланета врежется в свою звезду раньше, чем предполагалось
В 2008 году астрономы обнаружили раскалённую планету, в два раза превышающую по размеру Юпитер, которая неуклонно движется по спиральной траектории навстречу гибели в недрах своей звезды. По космическим меркам, это событие произойдёт относительно скоро — всего через три миллиона лет, учитывая, что среднее время жизни звезды составляет 10 миллиардов лет. Планета WASP-12b вращается вокруг жёлтого карлика, расположенного в 1400 световых годах от Солнца.
Ранее учёные полагали, что у WASP-12b есть в запасе примерно 10 миллионов лет, но последние исследования показали, что планета врежется в свою звезду гораздо раньше. Обречённая планета вращается по столь низкой орбите вокруг жёлтого карлика, что один оборот она делает приблизительно за земной день. Высота орбиты не превышает 3,38 миллиона километров, а силы гравитации, действующие на планету, настолько велики, что придают ей яйцевидную форму. Температура на поверхности планеты составляет порядка 2210 °С, что позволяет классифицировать WASP-12b как планету типа «горячий юпитер».
До 2018 года WASP-12b считалась самой горячей из открытых планет, но теперь она уступила этот рекорд планете Kelt-9b. Долгое время WASP-12b также обладала самой низкой орбитой среди известных звёздных систем, однако с первого места её вытеснила K2-137b, которая вращается вокруг красного карлика, расположенного примерно в 322 световых годах от Земли, по орбите высотой всего чуть более 800 000 км.
Похоже, что время обращения WASP-12b вокруг своей звезды постоянно меняется. Предыдущие теории объясняли это изменением положения планеты относительно Земли и постепенным сдвигом её орбиты. Астрономы в сотрудничестве с проектом Asiago Search for Transit Time Variations of Exoplanets проанализировали 28 наблюдений планеты, сделанных в период с 2010 по 2022 год, во время её движения на фоне родительской звезды.
Исследования показали, что гибель WASP-12b примерно через 3 миллиона лет станет результатом явления, называемого «приливной диссипацией», а также выявили признаки чрезвычайно высокой активности её жёлтой звезды. Учёным удалось получить свидетельства приближающейся гибели и самой карликовой звезды. Для звёзд с низкой и средней массой, таких как WASP-12, размеры которых примерно в 1,5 раза больше Солнца, окончание горения водорода в ядре запускает период жизни, называемый «субгигантской фазой», во время которой горение водорода перемещается к внешним слоям звезды.
«Согласно приливной теории, диссипация, которую мы видим в системе, слишком сильна, чтобы её можно было объяснить звездой главной последовательности. Если бы звезда уже покинула главную последовательность и вошла в субгигантскую фазу, это можно было бы легко объяснить, — считает руководитель исследования Пьетро Леонарди (Pietro Leonardi) из Падуанского университета. — Однако, согласно нашим результатам, звезда все ещё находится на главной последовательности и не вошла в свою субгигантскую стадию».
Примерно через 3 миллиона лет, когда WASP-12b наконец погрузится в свою звезду, это вызовет изменения, которые наблюдатели смогут увидеть с Земли — при условии, что на нашей планете ещё останется разумная жизнь. «Когда планета неизбежно врежется в звезду, первым признаком будет вспышка светимости, в результате которой звезда станет в сотни раз ярче, чем сегодня, — утверждает Леонарди. — Это увеличение не продлится долго и быстро исчезнет. Но, возможно, люди будущего смогут увидеть это и изучить».
Леонарди считает, что результаты исследования WASP-12b могут указывать на то, что другие планеты такого типа также могут находиться на пути столкновения со своими звёздами. «Нам ещё предстоит выяснить, является ли то, что мы наблюдали, уникальным сценарием или обычным событием во Вселенной», — уверен он. Сейчас Леонарди в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА) использует спутник ExOPlanet (CHEOPS) для исследования скорости снижения орбит других «горячих юпитеров».
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Солнце, 28 марта 2024 года
Оборудование:
-телескоп Levenhuk Ra R66 ED Doublet Black
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-клин Гершеля Lacerta
-светофильтр Baader Solar Continuum
-светофильтр ND3
-астрономическая камера QHY5III178m.
Оборудование:
-телескоп Levenhuk Ra R66 ED Doublet Black
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-клин Гершеля Lacerta
-светофильтр Antlia CaK 3nm 393.3nm
-светофильтр ND96-09
-камера QHY5III178m
Место съёмки: Анапа, двор.