Подвійна планета. Подвійні планети

Наука

Минулого тижня надійшли повідомлення про те, що "непланета" Плутон пригріла біля себе ще один супутник. Новий об'єкт, що знаходиться на орбіті Плутона, був помічений за допомогою космічного телескопа Хаббл, і до чотирьох раніше відомих супутників додали ще один. Але чи справді до чотирьох?

Тепер виникли нові гіпотези. Наприклад, що насправді Плутон до цього мав не 4 супутники, а 3, які були виявлені тим же телескопом Хаббл за останні 7 років. Однак четвертий об'єкт, який отримав назву Харон, який був виявлений у 1978 році і який вважався супутником Плутона, сьогодні викликає сумніви. Цей об'єкт може бути сам собою планетою.

Маса Харона складає 12 відсотків маси Плутона. Це може здатися небагато, але, наприклад, маса Місяця становить лише 1 відсоток маси Землі. Інші супутники Плутона дуже малі порівняно з самим Плутоном.

Через таке ставлення мас Плутон і Харон як би вальсують навколо загальної центральної маси. Те саме відбувається і з Землею і Місяцем, проте центр тяжкості в даному випадку знаходиться всередині радіусу Землі. Якби сторонній спостерігач подивився на Місяць і Землю з боку, він, можливо, також припустив, що ці об'єкти схожі на подвійну планету.

Інші супутники Плутона, крім Харона, обертаються не зовсім на орбіті Плутона, а йдуть Кеплерівським орбітам, тобто обертаються навколо центру тяжіння, розташованого між Плутоном і Хароном. Плутон і Харон роблять повний оберт навколо один одного за 6,3 днів.

Таке явище спостерігається у системах подвійних зірок. У нашій галактиці приблизно половина зірок насправді є подвійними системами.Вважається, що вони утворилися завдяки фрагментації туманності, що розсіюється, частинки якої стали згущуватися, утворивши такі тіла, як зірки.

З 1993 року задокументовано десятки подвійних астероїдів. Вони могли сформуватися під час поділу тіл на фрагменти або в результаті зіткнень між різними космічними тілами. Чому ж неможливе існування подвійних планет? Популярна теорія свідчить, що Харон та інші супутники Плутона сформувалися через зіткнення його з іншою крижаною карликовою планетою.

Згідно з схожою теорією, сформувався супутник нашої планети – Місяць – приблизно 4,4 мільярда років тому, хоча нещодавно ця теорія була поставлена під сумнів. Можливо, десь існують і інші подвійні планети, проте поки що жодна подібна система не була помічена.Ці системи можуть перебувати за межами уламкових поясів, таких як пояс астероїдів та пояс Койпера, де власне і був виявлений Плутон.

Тим не менш, астрономи не втрачають надії, що подвійні планети можуть існувати і що вони можуть жити. Взаємодія між такими світами могла б бути дуже цікавою. Про ймовірність того, що Плутон і Харон можуть бути подвійною системою планет, писали ще в 2006 році, проте цю гіпотезу якось зам'яли. До речі, голлівудські сценаристи вже взяли таку можливість на озброєння, у вересні виходить новий фантастичний фільм "Паралельні світи", що оповідає про події, що відбуваються на двох планетах, що притягнулися близько один до одного.

Відкриття Плутона сталося 1930 року. Але через 76 років МАС позбавив цей об'єкт права називатися планетою і перевів його до рангу планет-карликів. Тепер вважається, що Плутон, подібно до Еріди, лише один з найбільших нептуноїдів, що населяють пояс Койпера.

А 1978 року був визначений і головний його супутник – Харон. Відкрили його при вивченні фотопластинок, що зображають Плутон. На одній із платівок у планети з'явився горб, який опинився під час розгляду планетою.

Спочатку Харон був найменований супутником Плутона, але тепер вважається, що це подвійна планета. Їхній загальний центр тяжіння розташований поза головною планетою. Це унікальний вид взаємодії. Також дивно, що вони звернені до візаві завжди однією стороною.

Але насправді це ще не затверджено…

Подвійна планета- термін в астрономії, який використовується для позначення бінарної системи, що складається з двох астрономічних об'єктів, кожен з яких задовольняє визначенню планети і є досить масивним, щоб чинити гравітаційний ефект, який перевершує гравітаційний ефект зірки, навколо якої вони обертаються.

Станом на 2010 рік офіційно в Сонячній системі немає систем, що класифікуються як «подвійна планета». Одна з неофіційних вимог полягає в тому, щоб обидві планети оберталися навколо загального центру мас, який також називається барицентром, який повинен знаходитися над поверхнею цих планет.

Діаметр Харона – 1205 км – трохи більше половини плутоніанського, а маси їх співвідносяться як 1:8. Це самийвеликий супутник у Сонячній системі у порівнянні зі своєю планетою.Відстань між об'єктами дуже маленька – 19,6 тисячі кілометрів, а період звернення сателіту – близько тижня.

З 1985 по 1990 роки спостерігалися нечасті явища: затемнення. Вони були поперемінні: спочатку одна планета затьмарює іншу, потім навпаки. Такі затемнення мають циклічність 124 роки.

Аналіз відбитого світла дозволяє зробити висновок, що у поверхні Харона – шар водного льоду, на відміну метаново-азотного у Плутона. За даними обсерваторії Джеміні, на Хароні знайдено гідрат аміаку та водяні кристали. Це уможливлює існування криогейзеров.

Незвичайні, порівняно з іншими планетами Сонячної системи, параметри орбіт планетарної пари та їх скромні розміри породжують у вчених гіпотези про їхнє походження. Вважається, що планети утворилися в поясі Койпера і вже звідти були вирвані гравітацією планет-гігантів.

Інша гіпотеза передбачає утворення системи після зіткнення Плутона, що вже відбувся, з прото-Хароном. З викинутих уламків і утворився сучасний супутник. І тепер вони разом, Плутон та Харон – далека околиця Сонячної системи.

Як згадувалося вище, система Плутон-Харон задовольняє визначенню подвійний планети. На даний момент це єдині тіла у Сонячній системі, які можуть претендувати на такий статус.

Згідно з проектом Резолюції 5 XXVI Генеральної асамблеї МАС (2006) Харону передбачалося надати статус планети. У примітках до проекту резолюції вказувалося, що в такому разі Плутон-Харон вважатиметься подвійною планетою. Підставою для цього служив той факт, що кожен з об'єктів може вважатися карликовою планетою, а їхній загальний центр мас лежить у відкритому просторі. Однак на цій же асамблеї МАС увів визначення понять «Планета» та «Карликова планета». Згідно з введеними визначеннями, Плутон класифікується як карликова планета, а Харон - його супутник, хоча надалі таке рішення може бути переглянуто.

У міру того, як космічний апарат New Horizons продовжує свою подорож до зовнішнього кордону Сонячної Системи, його мета – яка знаходиться в поясі Койпера – стає яскравішою та чіткішою. Нові знімки, зроблені завдяки камері LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), ясно показують Плутон і найбільший із його супутників – Харон – пов'язаних у тісному орбітальному танці. Два об'єкти поділяє відстань лише трохи більше 18 000 кілометрів.

Ці знімки, на яких показано, як Харон обертається навколо Плутона, є рекордсменами в сенсі відстані, з якої вони зроблені: у 10 разів менше від відстані від Плутона до Землі.

Ми вже бачили знімки Плутона та Харона, проте, на цій анімації можна побачити ще дещо.

За 5 днів LORRI зробив 12 знімків системи Плутон-Харон, за цей час Харон майже повністю здійснив 1 оберт навколо Плутона. Однак, у міру того, як Харон обертається орбітою, можна спостерігати чіткі коливання позиції Плутона. Маса Харона (приблизно 12 відсотків маси Плутона) надає сильний гравітаційне впливом геть Плутон, дуже чітко відтягуючи його “від центру” . Отже, обидва об'єкти обертаються навколо уявної точки над поверхнею Плутона. Ця точка називається центром важкості системи Плутон-Харон.

Порівняльні розміри транснептунових об'єктів проти Землею.

Це абсолютно нетипова ситуація для планет Сонячної Системи – лише подвійні системи астероїдів можуть мати барицентри (центри тяжкості) поза самими об'єктами. В результаті, багато вчених дійшли висновку, що Харон потрібно визнати самостійною планетою, або позначити систему «Плутон-Харон» як подвійну планету.

У 2012 році була опублікована стаття, в якій вказувалося, що чотири інші супутники Плутона насправді не обертаються навколо нього. Вони йдуть по орбіті навколо центру ваги системи Плутон-Харон, тобто є супутниками Плутона та Харона, а не одного Плутона!

Проте міжнародна організація, яка займається класифікацією небесних об'єктів, має ще раз дослідити цей факт. Швидше за все, Міжнародному Астрономічному Союзу необхідно буде провести повторне дослідження системи Плутона та Харона, особливо після того, як наступного року будуть отримані знімки зблизька.

Карликова планета Плутон названа на честь римського бога підземного світу. У римській міфології Плутон був сином Сатурна, який з трьома своїми братами правив світом: Юпітер контролював небо, Нептун був володарем морів, а Плутон керував пекло.
Атмосфера Плутона складається з азоту з деякою кількістю метану та окису вуглецю.
Плутон - це єдина з відомих карликових планет, що має атмосферу. Атмосфера Плутона є непридатною для людського дихання і має невелику висоту. Коли Плутон перебуває у перигелії (ближче до сонця), його атмосфера приймає газоподібний стан. Коли Плутон в апогелії (найдалі від сонця), його атмосфера замерзає і випадає в осад на поверхню планети.
Щоб зробити повний оборот навколо сонця Плутону потрібно 248 земних років. Це найтриваліший період обігу навколо центру нашої системи зі всіх планет. Найшвидшою із планет у цьому плані є Меркурій, якому для повного обороту навколо сонця потрібно 88 земних днів.
Щоб повернутися один раз навколо власної осі, Плутону потрібно 6 днів, 9 годин і 17 хвилин, що робить її другою за повільністю обертання планетою сонячної системи. Найповільніше навколо своєї осі обертається тільки Венера – за 243 земні дні. Юпітер, хоча він і найбільший із планет, обертається зі швидкістю один оборот менш ніж за 10 земних годин.
Плутон обертається у напрямку протилежному до обертання Землі. Це означає, що сонце там стає на заході, а закочується на сході. Тільки Венера, Уран і Плутон здійснюють протилежне обертання земному.
Оскільки супутник Плутона Харон трохи менший за розмірами самої планети, астрономи називають їх разом подвійною планетою.
Сонячне світло досягає Плутона за п'ять годин, а щоб досягти поверхні Землі, сонячному променю потрібно всього вісім хвилин.
В астрології Плутон асоціюється і з початком (відродженням) та з руйнуванням (смертю).
Коли Плутон входив до розряду планет сонячної системи (зараз його відносять до малих планет), він вважався найхолоднішою з них. Його температура знаходиться в межах від -240 ° до -218 ° C. Середня температура тут -229 ° C. Найнижча температура, зареєстрована на Землі, була зафіксована в Антарктиді і дорівнювала -89.2 ° C, а найбільше наша планета розжарилася (до 70.7 °) в іранській пустелі Лут.
Людина, яка важить на Землі 45 кг, на Плутоні важитиме близько 2кг 750г.
На Плутоні так темно, що людина мала б можливість милуватися зірками з його поверхні цілий день.
Спробувати побачити Плутон із Землі – це те саме, що намагатися розглянути волоський горіх з відстані 50 кілометрів.
Так як супутник Харон і сам Плутон обертаються взаємно довкола один одного, з поверхні Плутона Харон здається застиглим у небі нерухомо. Крім того, ті самі сторони Плутона і Харона постійно спрямовані один до одного.
У Плутона виявлено чотири супутники: Харон (названий на честь поромника пекла), Нікс (на честь грецької богині ночі та пітьми), Гідра (на ім'я дев'ятиголової змії, що охороняє пекло) та поки що безіменного супутника S/2011 P 1, який був відкритий зовсім недавно (2011 року).
Ще жоден штучний літаючий об'єкт, запущений із Землі, не відвідував Плутон. Тим не менш, міжпланетна станція New Horizons, запущена у 2006 році, має пролетіти поряд із Плутоном у 2015 році.
Протягом 76 років Плутон вважався планетою. Проте, коли астрономи виявили, що це один із багатьох великих об'єктів у межах поясу Кюйпера, Плутон з 2006 року називається «карликовою планетою».
Плутон є другою за величиною карликовою планетою сонячної системи. Більше за нього тільки Еріс, який на 27% більше ніж Плутон.
Плутон менше, ніж Меркурій та сім інших супутників різних планет, включаючи Ганімед, Титан, Каллісто, Іо, Тритон і наш Місяць.
Коли 1930 року Плутон було відкрито, багато людей пропонували різні назви йому. Варіанти були такі: Хронус, Персефона, Еребус, Атлас та Прометей. Одинадцятирічна Венеція Берні запропонувала назву Плутон. Вона вважала, що це буде гарною назвою, оскільки планета була такою темною і була так далеко, як і бог пекла. 1 травня 1930 року назву планеті було присвоєно офіційно, і дівчинка отримала винагороду у вигляді п'яти фунтів стерлінгів.
Багато вчених вважають, що якби Плутон був ближче до сонця, його класифікували б як планету.
Наразі офіційною назвою Плутона є «астероїд номер 134340». Він був так названий після виключення із планет сонячної системи та переведення в ранг «планет-карликів». (Планети-карлики в астрономічних каталогах позначаються як астероїди).
У той час як Плутон «знижений» у ранзі до карликової планети, багато вчених намагаються зарахувати його та кілька інших його побратимів до розряду планет знову, оскільки вони мають свою атмосферу, пори року, полярні шапки та власні супутники.
Сонячне світло на Плутоні в 2 тисячі разів тьмяніше, ніж на Землі, і з його поверхні сонце з'явиться лише як невелика точка на небі.
Офіційним символом Плутона є літери «P» і «L», які не тільки символізують назву, але і є ініціалами Персіваля Лоуелла, американського астронома, який ініціював пошуки планети, яка повинна була розташовуватися далі за Нептун, що й призвело до відкриття Нептуна. Одну з обсерваторій в американському штаті Арізона названо ім'ям Лоуелла.
На Плутоні сонце сходить і заходить приблизно раз на тиждень.

Подвійна планета – це Земля з Місяцем. Вони мають право на цю назву тому, що наш супутник різко виділяється серед супутників інших планет значною величиною і масою по відношенню до своєї центральної планети. Є у сонячній системі супутники абсолютнобільші і важчі, але в порівнянні зі своєю центральною планетою вони набагато дрібніші, ніж наш Місяць по відношенню до Землі. Насправді, діаметр нашого Місяця більше чверті земного, а діаметр відносно найбільшого супутника інших планет становить лише 10-у частку діаметра своєї планети (Тритон - супутник Нептуна). маса Місяця становить 1/81 маси Землі; тим часом найважчий із супутників, який існує в сонячній системі, - ІІІ супутник Юпітера - становить менше 10 000-ї частки маси своєї центральної планети.

Яку частку від маси центральної планети становить маса великих супутників, показує табличка, наведена нижче. Ви бачите з цього зіставлення, що наш Місяць за своєю масою становить найбільшу частку своєї центральної планети.

Третє, що дає системі Земля – Місяць право претендувати на найменування «подвійної планети», – це тісна близькість обох небесних тіл. Багато супутників інших планет крутяться на набагато більших відстанях: деякі супутники Юпітера (наприклад, дев'ятий, рис. 36) кружляють у 65 разів далі.

Рис. 36.

У зв'язку з цим є той цікавий факт, що шлях, який описує Місяць навколо Сонця, дуже мало відрізняється від шляху Землі. Це здасться неймовірним, якщо згадати, що Місяць рухається навколо Землі на відстані майже 400 000 км. Не забудемо, однак, що поки Місяць робить один оберт навколо Землі, сама Земля встигає перенестися разом з нею приблизно на 13-ту частку свого річного шляху, тобто на 70 000 000 км. Уявіть собі круговий шлях Місяця - 2 500 000 км - розтягнутим вздовж відстані, в 30 разів більшого. Що залишиться від кругової форми? Нічого. Ось чому шлях Місяця біля Сонця майже зливається з орбітою Землі, ухиляючись від неї лише 13-ма ледь помітними виступами. Можна довести нескладним розрахунком (яким ми не станемо тут обтяжувати виклади), що шлях Місяця при цьому скрізь звернений до Сонця свого увігнутістю.Грубо кажучи, він на вигляд схожий на опуклий тринадцятикутник з м'яко заокругленими кутами.

	Її супутник	(У частках маси планети)

На рис. 37 Ви бачите точне зображення шляхів Землі та Місяця протягом одного місяця. Пунктирна лінія – шлях Землі, суцільна – шлях Місяця. Вони так близькі один до одного, що для роздільного їх зображення довелося взяти дуже великий масштаб креслення: діаметр земної орбіти тут дорівнює 1/2 м. Якби взяти для нього 10 см, то найбільша відстань на кресленні між обома шляхами була б меншою за товщину зображуючих їхніх ліній. Дивлячись на це креслення, ви наочно переконуєтеся, що Земля і Місяць рухаються навколо Сонця майже по тому самому шляху і що найменування подвійної планети присвоєне їм астрономами цілком справедливо.

Рис. 37.

Отже, для спостерігача, розміщеного на Сонці, шлях Місяця представився б трохи хвилястою лінією, майже збігається з орбітою Землі. Це анітрохи не суперечить тому, що стосовно Землі Місяць рухається невеликим еліпсом.

Причина, звичайно, в тому, що, дивлячись із Землі, ми не помічаємо переносного руху Місяця разом із Землею по земній орбіті, оскільки самі у ньому беремо участь.

Уважно розглядаючи креслення, можна побачити, що рух Місяця зображено у ньому не суворо рівномірним. Так насправді й є. Місяць рухається навколо Землі еліпсом, у фокусі якого знаходиться Земля, а тому згідно з другим законом Кеплера на ділянках, близьких до Землі, вона біжить швидше, ніж на віддалених. Ексцентриситет місячної орбіти досить великий: 0,055.

фазах щодо променів Сонця. Враження виходить таке, наче промені Сонця викривляються, перш ніж досягти Місяця.

Розгадка у наступному. Промінь, що йде від Сонця до Місяця, насправді перпендикулярний до лінії, що з'єднує кінці місяця.

Рис. 36. У якому становищі щодо Сонця ми бачимо Місяць у різних фазах.

ця, і в просторі є прямою лінією. Але око наше малює на небі не цю пряму, а її проекцію на увігнуте небесне склепіння, тобто криву лінію. Ось чому нам і видається, що Місяць на небі «повішений неправильно». Художник повинен вивчити ці особливості та вміти переносити їх на полотно.

Подвійна планета

Подвійна планета - це Земля з Місяцем. Вони мають право на цю назву тому, що наш супутник різко виділяється серед супутників інших планет значною величиною і масою по відношенню до своєї центральної планети. Є в сонячній системі супутники абсолютно більші і важчі, але в порівнянні зі своєю центральною планетою вони набагато дрібніші, ніж наш Місяць по відношенню до Землі. Насправді, діаметр нашого Місяця більше чверті земного, а діаметр відносно найбільшого супутника інших планет становить лише 10-у частку діаметра своєї планети (Тритон - супутник Нептуна). Далі, маса Місяця составляет1/81 маси Землі; тим часом найважчий із супутників, який існує в сонячній системі, – ІІІ супутник Юпітера – становить менше 10 000-ї частки маси своєї центральної планети.

Яку частку маси центральної планети становить маса великих супутників, показує табличка на стор. 50.

Ви бачите з цього зіставлення, що наш Місяць за своєю масою становить найбільшу частку своєї центральної планети.

Третє, що дає системі Земля – Місяць право претендувати на найменування «подвійної планети», – це тісна близькість обох небесних тіл. ) кружляють у 65 разів далі.

Місяць робить один оберт навколо Землі, сама Земля встигає перенестися разом з нею приблизно на 13-ту частку свого річного шляху, тобто на

	Її супутник	Маса (у частках
	Її супутник	маси планети)

Рис. 37. Система Земля – Місяць проти системою Юпітера. (Розміри самих небесних тіл показані без дотримання масштабу.)

70000000 км. Уявіть собі круговий шлях Місяця – 2 500 000 км – розтягнутим вздовж відстані, в 30 разів більшого. Що залишиться від кругової форми? Нічого. Ось чому шлях Місяця біля Сонця майже зливається з орбітою Землі, ухиляючись від неї лише 13 ледь помітними виступами. Можна довести нескладним розрахунком (яким ми не станемо тут обтяжувати виклади), що шлях Місяця при цьому скрізь звернений до Сонця своєю увігнутістю. Грубо кажучи, він на вигляд схожий на тринадцятикутник з м'яко заокругленими кутами.

На рис. 38 Ви бачите точне зображення шляхів Землі та Місяця протягом одного місяця. Пунктирна лінія – шлях Землі, суцільна – шлях Місяця. Вони так близькі один до одного, що для роздільного їх зображення довелося взяти дуже великий масштаб креслення: діаметр земної орбіти тут дорівнює ½ м. Якби взяти для нього 10 см, то найбільша відстань на кресленні між обома шляхами була б меншою за товщину ліній, що їх зображують. . Дивлячись на цей креслення, ви наочно переконуєтеся, що Земля і Місяць рухаються навколо Сонця майже по тому самому шляху і що найменування «подвійної планети» присвоєно їм астрономами цілком справедливо1).

Отже, для спостерігача, розміщеного на Сонці, шлях Місяця представився б трохи хвилястою лінією, що майже збігається з орбітою Землі. Це анітрохи не суперечить тому, що стосовно Землі Місяць рухається невеликим еліпсом.

1) Уважно розглядаючи креслення, можна побачити, що рух Місяця зображено у ньому не суворо рівномірним. Так насправді й є. Місяць рухається навколо Землі еліпсом, у фокусі якого знаходиться Земля, а тому згідно з другим законом Кеплера на ділянках, близьких до Землі, він біжить швидше, ніж на віддалених. Ексцентриситет місячної орбіти досить великий: 0,055.

Причина, звичайно, в тому, що, дивлячись із Землі, ми не помічаємо переносного руху Місяця разом із Землею по земній орбіті, оскільки самі в ньому беремо участь.

Чому Місяць не падає на Сонце?

Питання може здатися наївним. З якого дива Місяцю падати на Сонце? Адже Земля притягує її сильніше від далекого Сонця і, природно, змушує звертатися навколо себе.

Читачі, які так думають, будуть здивовані, дізнавшись, що справа йде навпаки: Місяць сильніше притягується саме Сонцем, а не Землею!

Що так, показує розрахунок. Порівняємо сили, що притягують Місяць: силу Сонця та силу Землі. Обидві сили залежать від двох обставин: від величини маси, що притягує, і від відстані цієї маси до Місяця. Маса Сонця більша за масу Землі в 330 000 разів; в стільки ж Сонце притягувало б Місяць сильніше, ніж Земля, якби відстань до Місяця була в обох випадках однакова. Але Сонце приблизно 400 разів далі від Місяця, ніж Земля. Сила тяжіння зменшується пропорційно квадрату відстані; тому тяжіння Сонця треба зменшити у 4002, тобто у 160 000 разів. Отже, сонячне тяжіння сильніше земного в 330 000 разів.

Рис. 38. Місячний шлях Лупи (суцільна лінія) та Землі (пунктир) навколо Сонця.

у два з лишком рази.

Отже, Місяць притягується Сонцем удвічі сильнішим за Землю. Чому ж тоді, насправді, Місяць не про-

руйнується на Сонце? Чому Земля все ж таки змушує Місяць звертатися навколо нього, а не бере верх дію Сонця?

Місяць не падає на Сонце з тієї ж причини, через яку не падає на нього і Земля; Місяць звертається біля Сонця разом із Землею, і приваблива дія Сонця витрачається без залишку на те, щоб постійно переводити обидва ці тіла з прямого шляху на викривлену орбіту, тобто перетворювати прямолінійний рух на криволінійний. Достатньо кинути погляд на рис. 38, щоб переконатися у сказаному.

В інших читачів, можливо, залишився певний сумнів. Як це все-таки виходить? Земля тягне Місяць до себе, Сонце тягне Місяць з більшою силою, а Місяць, замість падати на Сонце, крутиться біля Землі? Це дійсно було б дивно, якби Сонце притягувало до себе тільки Місяць. Але воно притягує Місяць разом із Землею, всю «подвійну планету», і, так би мовити, не втручається у внутрішні стосунки членів цієї пари між собою. Строго кажучи, до Сонця притягується загальний центр ваги системи Земля - Місяць; цей центр (званий «барицентром») і звертається навколо Сонця під впливом сонячного тяжіння. Він знаходиться на відстані ⅔ земного радіусу від центру Землі до Місяця. Місяць і центр Землі обертаються навколо барицентру, роблячи один оберт протягом місяця.

Видима і невидима сторони Місяця

Серед ефектів, що доставляють стереоскоп, ніщо не вражає так, як вигляд Місяця. Тут на власні очі бачиш, що Місяць дійсно кулястий, тим часом як на справжньому небі він здається плоским, як

чайний піднос.
Але як важко отримати подібну
стереоскопічну фотографію нашого
супутника, – багато хто навіть не підозрює.
Для виготовлення її треба бути добре
знайомим з особливостями примхливих
рухів нічного світила.
Справа в тому, що Місяць обходить Землю
так, що звернена до неї весь час однієї і
тією ж своєю стороною.
Обігаючи навколо Землі, Місяць обертається	Рис. 39. Як Місяць рухається навколо
разом з тим і навколо своєї осі, причому	Рис. 39. Як Місяць рухається навколо
обидва рухи завершуються в один і той	Землі за своєю орбітою. (Докладно-
ж проміжок часу.	сти в тексті.)
ж проміжок часу.

На рис. 39 ви бачите еліпс, який має наочно зображати орбіту Місяця. Креслення навмисно посилює витягнутість місячного еліпса; насправді ексцентриситет місячної орбіти 0,055 чи 1/18 . Уявити точно на маленькому кресленні місячну орбіту так, щоб око відрізнило її від кола, неможливо: при величині великої півосі навіть у цілий метр мала піввісь була б коротша за неї всього на 1 мм; Земля відстояла б від центру лише 5,5 див. Щоб легше було зрозуміти подальше пояснення, малюнку накреслено витягнутий еліпс.

Отже, уявіть, що еліпс на рис. 39 є шлях Місяця навколо Землі. Земля вміщена у точціО – одному з фокусів еліпса. Закони Кеплера відносяться не тільки до рухів планет навколо Сонця, але і до рухів супутників навколо центральних планет, зокрема до обра-

щення Місяця. Згідно з другим законом Кеплера Місяць за чверть місяця проходить такий шлях АЕ, що площа OABCDE дорівнює ¼ площі еліпса, тобто площі MABCD (рівність площ ОАЕ і MAD на нашому кресленні підтверджується приблизною рівністю площ MOQ і EQD). Отже, за чверть місяця Місяць проходить шлях від А до. Обертання ж Місяця, як і взагалі обертання планет, на відміну від їхнього обертання навколо Сонця, відбувається рівномірно: за ¼ місяця вона повертається рівно на 90°. Тому, коли Місяць виявляється в , радіус Місяця, звернений до Землі в точці А, опише дугу в 90 °, і буде спрямований не до точки М, а до деякої іншої точки, лівіше, неподалік від іншого фокусу місячної орбіти. Через те, що Місяць трохи відверне своє обличчя від земного спостерігача, він зможе побачити з правого боку вузьку смужку перед невидимою її половиною. У точці F Місяць показує земному спостерігачеві вже більш вузьку смужку своєї зазвичай невидимої сторони, тому що кут OFP менший за кут ОЕР. У точці G – в «апогеї» орбіти – Місяць займає таке саме положення стосовно Землі, як і в «перигеї» А. При подальшому своєму русі Місяць відвертається від Землі вже в протилежний бік, показуючи нашій планеті іншу смужку свого невидимого боку: смужка ця спочатку розширюється, потім звужується, й у точці А Місяць займає колишнє становище.

Ми переконалися, що внаслідок еліптичної форми місячного шляху супутник наш звернений до Землі не строго однією і тією самою половиною. Місяць незмінно звернений однією і тією ж стороною не до Землі, а до іншого фокусу своєї орбіти. Для нас вона погойдується біля середнього становища на кшталт терезів; звідси й астрономічне найменування цього погойдування: «лібрація» – від латинського слова «libra», що означає «ваги». Величина лібрації у кожній точці вимірюється відповідним кутом; наприклад, у точці Е лібрація дорівнює куту ОЕР . Найбільша величина лібрації 7 ° 53 ", тобто майже 8 °.

Цікаво простежити за тим, як наростає і зменшується кут лібрації з пересуванням Місяця орбітою. Поставимо в D вістря циркуля і опишемо дугу, що проходить через фокус О іР . Вона перетне орбіту в точках В і F . Кути ОВР і OFP як вписані рівні половині центрального кута ODP. Звідси виводимо, що при русі Місяця від А до D лібрація росте спочатку швидко, в точці досягає половини максимальної, потім продовжує наростати повільно; на шляху від D до F лібрація зменшується спочатку повільно, потім швидко. На другій половині еліпса лібрація змінює свою величину тим самим темпом, але у зворотний бік. (Величина лібрації у кожній точці орбіти приблизно пропорційна відстані Місяця від великої осі еліпса.)

Те похитування Місяця, яке ми зараз розглянули, називається лібрацією за довготою. Супутник наш схильний ще й до іншої лібрації – по широті. Площина місячної орбіти нахилена до площини екватора

Місяця на 6½ °. Тому ми бачимо Місяць із Землі в одних випадках трохи з півдня, в інших – з півночі, заглядаючи трохи у «невидиму» половину Місяця через її полюси. Ця лібрація по широті досягає 6?

Пояснимо тепер, як користується астроном-фотограф описаними легкими похитуваннями Місяця близько середнього становища, щоб отримати його стереоскопічні знімки. Читач здогадується, ймовірно, що для цього треба підстерегти два такі положення Місяця, при яких в одному вона була повернена по відношенню до іншого на достатній кут1). У точках А і В, В і З, З і D і т. д. Місяць займає настільки різні по відношенню до Землі положення, що стереоскопічні знімки можливі. Але тут перед нами нове утруднення: у цих положеннях різниця у віці Місяця – 2 доби, надто велика, то смужка місячної поверхні біля кола освітлення на одному знімку вже виходить з тіні. Це для стереоскопічних знімків неприпустимо (смужка блищатиме, як срібна). Виникає важке завдання: підстерегти однакові фази Місяця, які відрізняються величиною лібрації (за довготою) так, щоб коло освітлення проходило по одним і тим самим деталям місячної поверхні. Але цього недостатньо: в обох положеннях повинні бути ще однакові лібрації по широті.

Ви бачите тепер, як важко отримати хороші стереофотографії Місяця, і не здивуйтеся, дізнавшись, що нерідко один знімок стереоскопічної пари робиться на кілька років пізніше.

Наш читач навряд чи виготовлятиме місячні стереофотографії. Спосіб їх отримання пояснений тут, звичайно, не з практичною метою, а лише для того, щоб заради нього розглянути особливості місячного руху, що дають можливість астрономам побачити невелику смужку зазвичай недоступною спостерігачеві сторони нашого супутника. Завдяки обом місячним лібраціям бачимо, загалом, не половину всієї місячної поверхні, а 59% її. Цілком недоступною нашому зору залишається 41%. Як улаштована ця частина поверхні Місяця, ніхто не знає; можна лише здогадуватись, що вона нічим суттєво не відрізняється від видимої. Робилися дотепні спроби, продовживши назад частини місячних хребтів і світлі смуги, що виходять з невидимої частини Місяця на видиму, накидати деякі деталі недоступної нам половини. Перевірити подібні припущення поки що неможливо. Говоримо «поки що» небезпідставно: давно вже розробляються способи облетіти навколо Місяця на особливому літальному апараті, який може подолати земний тягар і рухатися в міжпланетному просторі (див. мою книгу «Міжпланетні подорожі»). До здійснення цього сміливого підприємства нині вже не так далеко. Поки що відомо одне: нерідко висловлена думка про існування атмосфери і води на цій

1) Для отримання стереоскопічних знімків достатньо поворот Місяця на 1°. (Докладніше про це див. мою «Цікаву фізику».)