Открыть главное меню

Внеземные небеса

Внеземные небеса ― вид космоса с поверхности космического тела, отличного от Земли. Этот вид может отличаться от наблюдаемого с поверхности Земли — по многим причинам. Важнейшим фактором является атмосфера космического тела или её отсутствие. Цвет неба зависит от плотности и химического состава атмосферы. Облака могут присутствовать или отсутствовать, могут отличаться по цвету. Другими факторами могут быть астрономические объекты, видимые с поверхности, такие как звёзды, спутники, планеты и кольца.

Содержание

МеркурийПравить

Меркурий не имеет атмосферы, вид неба на Меркурии не отличается от вида из космоса. Южная полярная звезда Меркурия — Альфа Живописца, имеющая звёздную величину 3.2m. Она слабее Земной Полярной звезды.

Вид Солнца с МеркурияПравить

В среднем, видимый диаметр Солнца при виде с Меркурия в 2,5 раза больше, чем при виде с Земли, его яркость в 6 раз выше. Из-за эксцентричности орбиты вид Солнца может колебаться от 2,2 вида с Земли в афелии (с яркостью в 4,8 раза выше), до 3,2 в перигелии (яркость в 10,2 раза выше).

Меркурий имеет резонанс 3:2 между собственным вращением и движением по орбите. Это значит, что хотя сидерический день (период вращения) длится ~58,7 земных дня, солнечный день (от одного до повторного прохождения Солнца над одним и тем же меридианом) длится ~176 земных дней.

Благодаря этому резонансу возникает необычный эффект, когда Солнце раз в меркурианский год недолго движется в обратном направлении, отличном от обычного движения с востока на запад. Эффект наблюдается с любой точки Меркурия, но на определённых меридианах наблюдатель может увидеть, как Солнце восходит приблизительно наполовину, потом заходит и восходит снова, в течение одного меркурианского утра. Это происходит потому, что приблизительно за четыре дня до прохождения перигелия, угловая скорость движения Меркурия по орбите сравнивается со скоростью его вращения, так что относительное движение Солнца исчезает; в перигелии, угловая скорость движения Меркурия по орбите превышает скорость его вращения; поэтому Солнце по небу движется в обратном направлении. Через четыре дня после прохождения перигелия, Солнце переходит к обычному движению. Существуют две точки на поверхности Меркурия, в которых Солнце осуществляет своё ретроградное движение по небу возле зенита; одна из них называется Бассейн Калорис, в этих местах поверхность разогревается особенно сильно.

Вид других планет с МеркурияПравить

Вторым по яркости объектом в небе Меркурия является Венера, которая здесь выглядит значительно ярче, чем с Земли. Когда Венера ближе всего к Земле, она находится между Землёй и Солнцем, и мы видим только ночную её сторону. Даже когда Венера достигает максимума яркости в земном небе, в действительности мы видим всего лишь узкий серп. Для меркурианского наблюдателя Венера в своей ближайшей точке находится в оппозиции к Солнцу и показывает полный свой диск. Звёздная величина Венеры в таких случаях −7.7m, что хватило бы для появления теней.

Земля и Луна тоже выглядят ярко, их звёздные величины составляют −5m и −1.2m соответственно. Максимальное угловое расстояние между Землёй и Луной около 15′. Все остальные планеты видны почти так же как и с Земли, но немного тусклее в оппозиции (Марс имеет максимальную звёздную величину приблизительно −0.3).

ВенераПравить

Атмосфера Венеры настолько плотная, что Солнце днем на небе не выделяется (при этом имея яркость на 40 % больше земной), также не видны звёзды ночью. Цветные снимки с советских зондов «Венера» позволяют предположить, что цвет неба днём желто-оранжевый с легким зеленоватым оттенком у горизонта. Если бы Солнце было заметно с поверхности Венеры, то время от одного восхода до другого (солнечный день) составило бы 116.75 земных дней. Из-за вращения Венеры в обратном направлении, Солнце восходило бы на западе и садилось на востоке.

Наблюдатель с верхнего края облачного покрова Венеры делает один оборот вокруг планеты за четыре дня[1] благодаря ветрам и видит небо, в котором Земля и Луна сияют очень ярко (звёздные величины около −6.6m и −2.7m, соответственно) если они находятся в ближайшей точке и в оппозиции. При этом, света от Земли хватило бы для появления теней. Максимальное угловое расстояние между Землёй и Луной около 32′ (чуть больше угловых размеров Солнца и Луны на Земле). На максимальном угловом удалении Луны от Земли невооружённый глаз легко разделит Луну и Землю: через неделю «звёздочки» Луны и Земли сольются в неразделимую невооруженным глазом единую звезду, ещё через неделю Луна будет снова видна на максимальном расстоянии, но уже с другой стороны от Земли. Периодически наблюдатель сможет видеть прохождение (транзит) Луны по диску Земли либо, наоборот, покрытие Луны диском Земли. Меркурий также будет хорошо виден, потому что он ближе, чем для наблюдателя с Земли и достигает звёздной величины −2.7m, максимальное угловое расстояние Меркурия от Солнца так же значительно больше (40.5°), чем для наблюдателя с Земли (28.3°), и близко к таковому для Венеры с Земли (47,8°). Над облачным покровом теоретически можно увидеть Солнце, а цвет неба будет белёсо-голубым. Сернокислотные облака будут блестеть яркой пеленой, отражая свет Солнца.

ЛунаПравить

Луна — естественный спутник Земли. Она не имеет атмосферы, поэтому небо там всегда чёрное. Тем не менее, Солнце достаточно яркое, чтобы днём звёзды не были видны, пока наблюдатель не защищён от солнечного света (прямого и отражённого от поверхности). Южная полярная звезда Луны Дельта Золотой Рыбы, звезда со звёздной величиной 4.34m. Она ближе к полюсу, чем земная Полярная, но тусклее.

Вид Солнца с ЛуныПравить

Солнце выглядит так же, как и с околоземной орбиты, цвет его белый благодаря отсутствию атмосферного рассеивания и поглощения.

Поскольку угол отклонения оси вращения Луны к её орбитальной плоскости почти прямой, Солнце проходит по лунному небу практически один и тот же путь на протяжении всего года. В результате возле лунных полюсов существуют кратеры и долины, в которые никогда не попадает прямой солнечный свет, а также горы и их вершины, которые никогда не затеняются.

Вид Земли с ЛуныПравить

 
Историческая фотография —"Восход Земли", вид Земли со стороны Луны. Получен миссией Аполлон 8, 24 декабря 1968.

Земля является одним из самых заметных объектов на лунном небе. Её видимый диаметр (1.9°) в четыре раза превышает диаметр Луны, видимой с Земли, хотя поскольку лунная орбита имеет эксцентриситет, угловые размеры Земли изменяются на величину около 5 % в каждую сторону (варьируя в пределах от 1,8° до 2,0° углового диаметра). Земля видна с Луны в разных фазах, так же как Луна показывает разные фазы для земного наблюдателя, но они противоположны: когда земной наблюдатель видит полную Луну, лунный наблюдатель будет видеть «новую Землю», и наоборот. Альбедо Земли в три раза выше лунного, в совокупности с большим размером полная земля светит в более чем 50 раз ярче, чем полная Луна в зените для земного наблюдателя.

В результате синхронного вращения Луны, одна (видимая) сторона Луны всегда повёрнута к Земле, а другая, невидимая, большей частью не видна с Земли. Для лунного наблюдателя это значит, что Землю можно увидеть только с видимой стороны Луны и нельзя с невидимой.

Если бы вращение Луны было полностью синхронным, Земля не имела бы заметного движения по лунному небу. Но, благодаря либрации, Земля совершает медленное сложное колебательное движение. Траектория Земли укладывается в прямоугольник размером 18°. Ориентация прямоугольника зависит от положения наблюдателя на лунной поверхности. В результате, возле границы видимой и невидимой стороны, можно наблюдать восход и закат Земли.

Затмения на ЛунеПравить

Земля и Солнце иногда встречаются в лунном небе, и происходит затмение. С Земли мы видим лунное затмение, в течение которого Луна проходит сквозь земную тень, но лунный наблюдатель видит, как Солнце прячется за Землёй и наступает солнечное затмение. Так как угловой размер Земли в четыре раза больше угловых размеров Солнца, Солнце будет оставаться за Землёй в течение нескольких часов. Земная атмосфера видна в виде красноватого кольца. Была попытка использовать телекамеру лунного вездехода, доставленного Аполлоном 15, чтобы снять такое затмение, но камера или её источник питания отказали вскоре после отлёта астронавтов на Землю.

Земные затмения, с другой стороны, не будут настолько же зрелищными для лунных наблюдателей, поскольку лунная тень почти незаметна на поверхности Земли. Лунные наблюдатели с телескопами просто увидят маленькое тёмное пятно, путешествующее по диску полной Земли.

В общем, когда на Земле происходит один или другой тип затмения, затмение противоположного типа происходит и на Луне. И для земных, и для лунных наблюдателей затмения происходят, когда Земля, Луна и Солнце выстраиваются на одной линии.

МарсПравить

Атмосфера Марса разрежённая — 0.7 −1 % от земного давления на уровне моря; тем не менее, она очень пыльная и рассеивает много света. Небо днём достаточно яркое, и звёзды не видны. Марсианская северная полярная звезда — Денеб.

Цвет марсианского небаПравить

Получение точных цветов на фотографиях с марсианской поверхности достаточно сложно. Один из факторов, которые следует принимать во внимание, − это эффект Пуркинье: с уменьшением уровня освещённости чувствительность человеческого глаза к красному цвету падает быстрее, чем к синему. Существуют большие отличия в цвете неба на полученных снимках, так как при съёмках многих из них применялись фильтры для увеличения их научной ценности, и не пытались получить действительный цвет. Поэтому несколько лет назад небо Марса считалось более розовым, чем сейчас.

 
Небо Марса с ледяными облаками
 
Закат на Марсе, фото Mars Pathfinder

Сейчас известно, что в течение марсианского дня небо желтовато-коричневое. Во время заката и рассвета небо розовое, с переходом в голубые тона вокруг диска Солнца. Это противоположно цветам земных закатов. Временами небо приобретает фиолетовый цвет из-за рассеяния света сквозь водно-ледяные облака. Сумерки длятся продолжительное время после захода Солнца и до восхода, так как пыль висит очень высоко и рассеивает свет далеко за линию терминатора.

Красноватый цвет марсианского неба определяется присутствием оксида железа(III) во взвешенной пыли. Чем спокойнее ветра, и чем больше оседает пыль, тем темнее небо, особенно к зениту, так как пыль — основной источник рассеяния света. Рэлеевское рассеяние света на частицах газа слабо́ из-за низкой плотности атмосферы, и привносит видимый невооружённым глазом эффект во время закатов и рассветов, когда Солнце просвечивает более толстый слой газа и небо становится голубым.

Вид Солнца с МарсаПравить

Солнце для наблюдателя с Марса будет размером в 0,625 размера, видимого с Земли (0.35°), и поставляет всего 40 % энергии, имея яркость приблизительно как во время слегка облачного земного полудня. Цвет Солнца на Марсе не жёлтый, как на Земле, а белый с лёгким фиолетовым оттенком.

Вид Фобоса и Деймоса с МарсаПравить

У Марса два спутника: Фобос и Деймос. С марсианской поверхности Фобос имеет размер от одной трети до половины угловых размеров Солнца, а Деймос выглядит чуть больше точки (угловой размер всего 2'). Фобос движется по орбите быстрее вращения Марса, поэтому по небу он движется в обратном направлении, восходя на западе и заходя на востоке. Фобос обращается настолько близко (у него слабо наклонённая, почти экваториальная орбита), что его невозможно наблюдать севернее 70,4° или южнее 70,4° соответственно северной и южной широт; высокоширотные наблюдатели также заметят уменьшение угловых размеров Фобоса, добавочное расстояние не является пренебрежимо малым. Угловой размер Фобоса увеличивается на 45 %, при перемещении наблюдателя из высоких широт к экватору. Для экваториального наблюдателя Фобос имеет угловой размер 0,14° сразу после восхода и возрастает до 0,20° ко времени прохождения зенита. Он пересекает небо за 4.24 часа каждые 11.11 часа. Долгота точки зенита Фобоса отстоит от точек восхода и заката на 68,725°; это не совпадает с углом 70,4° видимости по широте из-за сплющенности Марса.

Деймос восходит на востоке и заходит на западе, как обычная луна, но при этом больше похож на звезду (угловой диаметр между 1.8' и 2.1'). Его яркость может изменяться от яркости Венеры до яркости Веги (как они видны с Земли). Будучи относительно близко к Марсу, Деймос не может быть виден с широт, больших 82,7°. Вдобавок, орбитальный период Деймоса (30.3 часа) превосходит период вращения Марса (24.6 часа) на относительно небольшое время, так что он восходит каждые 5.5 дней и находится на небе от восхода до заката 2.5 дня для экваториального наблюдателя. Долгота точки зенита Деймоса отстоит от точек восхода и заката на 81,662°; это не совпадает с углом 82,7° видимости по широте из-за сплющенности Марса. За время, в течение которого Фобос пересечёт марсианское небо 12 раз, Деймос сделает всего один оборот.

Фобос и Деймос могут оба затмевать Солнце при наблюдении с Марса, хотя не могут полностью закрыть его диск, поэтому это скорее является транзитом, чем затмением.

Вид Земли с МарсаПравить

Земля видна с Марса как двойная звезда; Луна видна как более тусклый компаньон. Максимальное угловое расстояние между Землёй и Луной около 25′, в соединении Земли с Солнцем (для земных наблюдателей Марс будет в оппозиции к Солнцу). Максимум элонгации − 47.4° (ср. для Венеры с Земли − 47,8°), при этом Земля и Луна будут сиять со звёздными величинами −2.5m и +0.9m соответственно.

Вид Земли и Луны с поверхности Марса. Снимок марсохода Curiosity (31 января 2014)[2]
 
Вид Земли и Луны с Марса. Расстояние 205 млн. км. (Снимок со спутника MRO камерой HiRISE; 20 ноября 2016)[3]

Вид Венеры и Меркурия с МарсаПравить

Венера с Марса имеет звёздную величину −3.2m в момент максимальной элонгации, при котором угловое расстояние от Солнца равно 31,7°, что немногим больше, чем таковое для Меркурия с Земли (28,3°). Таким образом, Венера будет являться самой яркой другой планетой, видимой с Марса, Земля будет занимать третье место (пропустив вперёд также и Юпитер), связано это с тем, что альбедо Венеры значительно выше земного.

Меркурий с Марса (в момент максимальной элонгации угловое расстояние от Солнца 18,6°) имеет звёздную величину −0.35m и будет выглядеть почти так, как с Земли, только из-за незначительной элонгации обнаружить его было бы ещё сложнее.

Вид других планет с МарсаПравить

Остальные внешние планеты будут видны так же, как и с Земли, но немного ярче в оппозиции. Максимальная звёздная величина Юпитера −2,8m.

Небеса марсианских спутниковПравить

С Фобоса Марс в 6400 раз больше и в 2500 раз ярче, чем полная Луна на земном небе. На Фобосе он занимает почти четверть звёздной полусферы. Максимальная звёздная величина −21,5m.

С Деймоса Марс в 1000 раз больше и в 400 раз ярче, чем полная Луна на земном небе. На Деймосе он занимает почти одиннадцатую часть звёздной полусферы. Максимальная звёздная величина −19,3m.

АстероидыПравить

Пояс астероидов достаточно редко населён и большинство астероидов очень малы, так что наблюдатель с одного из астероидов скорее всего не увидит другие невооружённым взглядом. Иногда происходят близкие прохождения, но случаются они раз в геологическую эпоху. В фильме «2001: Космическая Одиссея» это показано точно так, как есть.

Некоторые астероиды, которые пересекают орбиты планет, могут приблизиться к планете на такое расстояние, что наблюдатель с астероида будет видеть диск планеты невооружённым взглядом. Например, в сентябре 2004 года 4179 Таутатис приблизился на расстояние, всего в четыре раза превышающее расстояние от Земли до Луны. В ближайшей точке сближения, Земля была такого же размера, как Луна с Земли. Луна тогда же была легко видна в небе Таутатиса как небольшой диск.

Астероиды с эксцентрическими орбитами предоставляют свободу воображению. Например, астероид 3200 Фаэтон имеет одну из самых эксцентрических орбит; его расстояние от Солнца изменяется между 0,14 и 2,4 а.е. В перигелии размер Солнца будет более чем в 7 раз превышать его размер в нашем небе, и сообщать поверхности в 50 раз больше энергии; в афелии Солнце уменьшится более чем в два раза относительно диаметра, видимого с Земли, и будет давать чуть больше шестой части освещения.

87 Сильвия и её спутники Ромул и РемПравить

Астероид 87 Сильвия — один из наибольших астероидов в главном астероидном поясе, и первый астероид, у которого наблюдались два спутника. Эти спутники, Ромул и Рем, в грубом приближении выглядят одинаковыми по размеру. Ромул, дальний спутник, имеет угловой размер 0,89°, немного больше ближнего спутника, Рема, который имеет угловой размер 0,78°. Форма Сильвии далека от сферической, поэтому угловые размеры её спутников изменяются более чем на 10 % в зависимости от положения наблюдателя на поверхности Сильвии. Насколько мы можем утверждать, оба спутника обращаются в одной плоскости, и они могут перекрывать друг друга каждые 2,2 дня. Дважды за 6,52 года (период обращения Сильвии вокруг Солнца) они будут затмевать Солнце, которое, с угловым размером 0,15°, выглядит значительно меньше, чем с Земли (0,53°). С Рема, внутреннего спутника, Сильвия огромна — приблизительно 30°×18°, в то время как размер Ромула колеблется между 1,59° и 0,50°. С Ромула, Сильвия имеет размер 16°×10°, в то время как размер Рема изменяется от 0,62° до 0,19°.

ЮпитерПравить

Ещё не существует изображений, полученных внутри атмосферы Юпитера. По некоторым представлениям, небо этой планеты голубое, хотя более тёмное, чем на Земле, поскольку солнечный свет здесь в среднем в 27 раз слабее, по крайней мере, в верхних слоях атмосферы. Узкие планетные кольца могут быть бледно видны с широт, отличных от экватора. С погружением в атмосферу, Солнце будет закрываться облаками разных цветов, в основном голубыми, коричневыми и красными. Идут споры о причинах именно такой раскраски. На данный момент этому нет чёткого объяснения.

С Юпитера Солнце имеет размер всего 5 угловых минут, меньше одной пятой размера, видимого с Земли.

Планеты земной группы (которые являются внутренними для Юпитера) будет сложно разглядеть из-за близости к Солнцу.

Самой яркой планетой, видимой с Юпитера, будет Сатурн в периоды противостояний с максимальной звездной величиной около -2m.

Уран во время противостояний будет примерно на 70 % ярче чем при наблюдении с Земли. Максимальная яркость будет составлять около 5m. Максимальная яркость Нептуна в периоды противостояний будет порядка +7,5m.

Вид юпитерианских спутников с ЮпитераПравить

Кроме Солнца, следующими заметными объектами на небе Юпитера являются Галилеевы спутники. Ио, ближайший к планете, будет чуть больше полной Луны в земном небе, и менее ярким. Более высокое альбедо Европы не поможет ей быть ярче Ио, поскольку находится она дальше. Фактически, низкое значение солнечной постоянной на Юпитере (3.7 % земного) гарантирует, что галилеевы спутники не превзойдут по яркости полную Луну при виде с Земли; от Ио и до Каллисто их звёздные величины будут иметь значения: −11.2m, −9.7m, −9.4m и −7.0m.

Ганимед, самый большой и третий по счёту спутник Юпитера, почти такой же яркий как Ио и Европа, но выглядит в половину размера Ио. Каллисто, самый дальний, имеет размер всего четверть полной Луны. Все четыре галилеевых спутника также выделяются скоростью своего движения, если сравнивать с движением Луны по земному небосводу. Они также имеют достаточный размер, чтобы полностью затмить Солнце.

Юпитерианские мелкие внешние спутники имеют вид звездообразных точек, большая часть внешних спутников не видна невооружённым взглядом.

Небеса юпитерианских спутниковПравить

На всех спутниках Юпитера нет плотной атмосферы, поэтому их небеса чёрные или почти чёрные. Для наблюдателя с одного из спутников выдающимся объектом на небе, конечно же, будет Юпитер. Для наблюдателя с Ио, ближайшем из галилеевых спутников к планете, угловой диаметр Юпитера будет около 20° (в 38 раз больше видимого диаметра нашей Луны, покрывает 1 % неба Ио). Наблюдатель на спутнике Метида, самой близкой из всех, будет видеть Юпитер с угловым размером 68° (в 130 раз больше видимого диаметра нашей Луны, покрывает 18 % неба Метиды). «Полный» Юпитер над Метидой имеет 4 % яркости Солнца (для сравнения, свет полной Луны над Землёй в 400 000 раз слабее солнечного света (0,00025 %)).

Поскольку внутренние спутники Юпитера вращаются вокруг Юпитера синхронно, планета всегда находится практически в одном месте на их небе (Юпитер будет колебаться только за счёт ненулевых эксцентриситетов). Наблюдатели на обратных сторонах галилеевых спутников никогда не увидят Юпитер.

Со спутников Юпитера солнечное затмение любого из галилеевых спутников будет зрелищным, наблюдатель будет видеть круглую тень затмевающего спутника, путешествующую по освещённой стороне Юпитера.

СатурнПравить

В верхних слоях атмосферы Сатурна небо, возможно, голубое, но преобладающий цвет облаков скорее всего будет делать его более жёлтым по мере погружения. Кольца Сатурна хорошо видны из верхних слоёв атмосферы. Кольца настолько тонкие, что с экватора Сатурна их почти не видно. Из других мест они узнаваемы как большая дуга через полнеба.

Спутники Сатурна не будут особо выделяться на его небе, так как большинство из них малы, а большие имеют значительные радиусы орбит. Даже Титан, крупнейший спутник Сатурна, будет иметь размер в два раза меньше земной Луны. Вот приблизительные значения угловых диаметров главных спутников (для сравнения, земная Луна имеет угловой размер 31′): Мимас: 5-10′, Энцелад: 5-9′, Тетис: 8-12′, Диона: 8-12′, Рея: 8-11′, Титан: 14-15′, Япет: 1′.

Южной полярной звездой Сатурна является Дельта Октанта, звёздная величина которой 4.3m. Она значительно тусклее земной Полярной звезды. Звёздное небо Сатурна, таким образом, выглядит как земное, зимние и летние созвездия соответственно при наблюдении из Северного полушария расположены несколько выше и ниже чем на Земле, соответственно приблизительно на 5 градусов.

Небеса сатурнианских спутниковПравить

Поскольку внутренние спутники Сатурна обращаются синхронно, планета на их небесах всегда в одном и том же месте. Наблюдатели на обратных сторонах этих спутников никогда не увидят Сатурн.

На небесах внутренних спутников Сатурн огромен. Например, при наблюдении с Пана, Сатурн имеет угловой диаметр ~50°, в 104 раза больше полной Луны и занимает 11 % всего неба Пана. Из-за того, что Пан обращается в делении Энке внутри колец Сатурна, они видны с любой точки Пана, даже со стороны, обращённой в противоположную от Сатурна сторону.

Кольца Сатурна при виде с его спутниковПравить

Поскольку кольца Сатурна, хотя они и широкие, не очень плотные, а орбиты большинства спутников лежат в плоскости колец с точностью до 1,5°, колец не будет хорошо видно с большинства спутников. Они видны с ребра и поэтому практически невидимы для внутренних спутников. Для внешних спутников (начиная с Япета) кольца будут видны лучше, хотя с увеличением радиуса орбиты Сатурн в небе будет выглядеть меньше; при виде с Фебы Сатурн будет виден всего лишь как полная Луна с Земли. Выбор расстояния и угла значительно влияет на результат наблюдения; расчёты показывают, что лучший вид колец будет на внутреннем спутнике Мимасе, который имеет отклонение орбиты от экваториальной плоскости Сатурна в 1,5° и сама орбита находится практически рядом с кольцами. Самый широкий угол под которым будут видны кольца от края до края, при условии что Мимас находится в точке орбиты, наиболее удалённой от экваториальной плоскости, составит 2.7 градуса. Эпиметей и Янус, движущиеся по очень близким орбитам, тоже получат хороший вид, для них самый широкий угол лежит в промежутке от 1.5 и до 2,9°. Тетис получает следующий лучший вид, почти полградуса. Угловые размеры колец при виде с Япета достигнут величины 0,20°, что будет наибольшей величиной среди оставшихся внешних спутников.

 
Вид колец Сатурна с его экватора (3D-модель)
 
Вид колец Сатурна с широты выше экватора (3D-модель)

Небо ТитанаПравить

Титан — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой. На изображениях с зонда «Гюйгенс» видно, что небо Титана имеет мандариновый цвет. Тем не менее, космонавт, стоящий на поверхности Титана, будет видеть грязно-коричневый или тёмно-оранжевый цвет. Титан получает 1/3000 долю солнечного света по сравнению с Землёй, под плотной атмосферой освещённость Титана в полдень будет не ярче земных сумерек. Скорее всего, Сатурн невозможно наблюдать из-за оранжевого смога, и даже Солнце − всего лишь более светлый участок в общей мгле, еле-еле освещающий ледяную поверхность и метановые озёра. Хотя в верхних слоях атмосферы небо бледно-голубое и Сатурн будет виден.

Небо ЭнцеладаПравить

При виде с Энцелада Сатурн будет иметь видимый угловой диаметр почти 30°, в шестьдесят раз больше видимого с Земли углового диаметра Луны. Более того, поскольку Энцелад обращается по орбите синхронно и одной своей стороной постоянно повёрнут к Сатурну, планета никогда не двигается в небе Энцелада (если не учитывать небольшие колебания из-за эксцентриситета орбиты), и не может наблюдаться с обратной стороны этого спутника.

Кольца Сатурна будут видны под углом всего 0,019° и будут почти невидимы, но их тень на освещённой стороне Сатурна будет чётко распознаваема. Как и наша Луна при виде с Земли, Сатурн будет представлять смену фаз. При виде с Энцелада Солнце будет иметь угловой размер всего 3.5 минуты дуги, одну девятую видимого с Земли размера.

Расположенный на Энцеладе наблюдатель будет также иметь возможность видеть транзит Мимаса (крупнейшего спутника внутри орбиты Энцелада) по диску Сатурна в среднем каждые 72 часа. Его угловой размер будет почти 26 минут дуги, почти такого же размера, как угловой размер Луны при виде с Земли. Паллена и Мефона будут казаться звёздочками (максимум 30 секунд дуги). Тетис, видимая с обращённой от Сатурна стороны Энцелада, будет достигать углового размера 64 минут дуги, более чем в два раза превышая размер Луны при виде с Земли.

Вид других планет с СатурнаПравить

Планеты земной группы из-за их малых размеров и близости к Солнцу рассмотреть вооруженным глазом будет невозможно. Лучше всего с Сатурна и его окрестностей будет виден Юпитер. Поскольку эта планета является внутренней для Сатурна, то при её обращении вокруг Солнца будет происходить смена фаз. Максимальная яркость Юпитера составит примерно -1m, максимальная элонгация — 33°.

Особо эффектным будет транзит Юпитера по Солнцу. Из-за соотношения их размеров и расстояний до Сатурна видимый размер Юпитера будет всего в 5,3 раза меньше солнечного. При этом будет закрыто 3,5 % солнечного диска, на столько же упадет и освещенность Сатурна. Из-за малых видимых размеров как Солнца, так и Юпитера увидеть это явление невооруженным взглядом будет невозможно. Но при использовании соответствующей аппаратуры будет видно отчетливо.

Уран во время противостояний будет примерно в 3,5 раза ярче чем при наблюдении с Земли. Максимальная яркость будет составлять 4-4.5m. Максимальная яркость Нептуна в периоды противостояний будет порядка +7m, то есть не намного ярче чем на Земле (всего в 2 раза).

УранПравить

Судя по цвету атмосферы, небо Урана может оказаться светло-голубым. Возможно, что планетные кольца не видны с его поверхности, так как они не плотные и тёмные. Северная полярная звезда Урана — Сабик (Эта Змееносца), звезда со звёздной величиной 2.4m, около 15° северо-восточнее Антареса. У Урана также есть южная полярная звезда, 15 Орион, тусклая звезда со звёздной величиной 4.8m, на полпути от Альдебарана до Бетельгейзе. Обе звезды тусклее земной Полярной, хотя Сабик — совсем ненамного.

Уран необычен тем, что его экватор наклонён к эклиптике под углом 82°. Тропики Урана находятся на 82° широты, а его полярные круги на 8° широты. 17 декабря 2007 года Солнце пересекло экватор Урана в северную сторону и в 2029 году оно достигнет тропической широты.

 
Симуляция вида с Урана его спутника Ариэль

Спутники Урана не выглядят большими с его поверхности. Угловой размер пяти крупнейших спутников такой (для сравнения, Луна имеет размер 31′ для земных наблюдателей): Миранда, 11-15′; Ариэль, 18-22′; Умбриэль, 14-16′; Титания, 11-13′; Оберон, 8-9′. Маленькие внутренние спутники будут выглядеть как звездоподобные точки, внешние нерегулярные спутники вообще не будут видны невооружённым взглядом.

Планеты земной группы не видны из-за близости к Солнцу и малых размеров. Максимальная элонгация Юпитера — 15,7°, максимальная звездная величина +0,8m.

Максимальные значения элонгации и звездной величины для Сатурна — 30° и +2m. При транзите Сатурна по Солнцу, картина будет похожей на транзит Юпитера при наблюдении с Сатурна. Из-за соотношения их размеров и расстояний до Урана видимый размер Сатурна будет в 6 раз меньше солнечного. При этом будет закрыто 2,8 % солнечного диска, на столько же упадет и освещенность Урана. Из-за малых видимых размеров как Солнца, так и Сатурна увидеть это явление невооруженным взглядом будет невозможно. Но при использовании соответствующей аппаратуры будет видно отчетливо. Кроме того будут заметны искажения, вызываемые кольцами Сатурна.

Нептун во время противостояний будет примерно в 7 раз ярче чем при наблюдении с Земли. Максимальная яркость будет составлять около 5,7m.

Парадокс, но Плутон иногда оказывается к Урану ближе, чем к Нептуну. Причина этого — резонанс 3:2 Плутона и Нептуна. В каждом цикле, когда Плутон первый раз проходит перигелий, Нептун оказывается впереди Плутона; когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется позади Плутона; в то время, когда Нептун и Плутон оказываются на одной линии с Солнцем и по одну от него сторону, Плутон уходит в афелий. Таким образом, Плутон не бывает ближе 17 а. е. к Нептуну, а с Ураном возможны сближения до 11 а. е.[4]. При этом Плутон почти в 7,5 раз ярче, чем с Земли, но всё равно очень тусклый, со звездной величиной 11,5m.

НептунПравить

 
Симуляция вида с Нептуна его спутника Тритона

Судя по цвету его атмосферы, небо Нептуна похоже по цвету на небо Урана. Планетные кольца также не видны с поверхности, они очень разрежённые и тёмные.

Кроме Солнца, самым впечатляющим объектом на небе Нептуна будет его крупнейший спутник Тритон, который будет выглядеть чуть меньше полной Луны на Земле. Тритон будет двигаться по небу быстрее чем наша Луна, из-за более короткого периода обращения (5.8 дней) в сочетании с ретроградной орбитой. Меньший спутник Протей будет показывать диск около половины размера полной Луны. Маленькие внутренние спутники Нептуна и крупный внешний спутник Нереида будут видны как звездоподобные точки, нерегулярные внешние спутники не будут видны невооружённым взглядом.

Небо ТритонаПравить

 
Вид Нептуна в небе Тритона

Крупнейший спутник Нептуна Тритон имеет атмосферу, но она настолько тонка, что цвет неба на нём не отличается от чёрного, возможно с небольшой бледной дымкой на горизонте. При наличии дымки из углеводородов, подобно Титану и Плутону, небо может вообще иметь белёсый цвет. Вращение Тритона синхронно, Нептун всегда находится в его небе в одном месте. Ось вращения Тритона наклонена к плоскости орбиты Нептуна под углом 130° и поэтому показывает на Солнце с отклонением в 40° дважды в нептунианский год, практически так же как Уран. По мере обращения Нептуна вокруг Солнца, приполярные участки Тритона оказываются обращены к Солнцу в течение 82 лет, в результате сезонные изменения очень сильные по сравнению с неосвещаемым полюсом.

Нептун простирается на 8 градусов в небе Тритона, его общая яркость грубо приближена к яркости полной Луны на Земле, но яркость на единицу площади составляет всего 1/256 часть яркости полной Луны. Нереида будет значительно менять свою яркость, от пятой звёздной величины до первой; но её диск будет слишком мал для разрешения невооружённым взглядом. Протей также будет тяжело разрешить, так как его угловой размер будет всего 5-6 минут, но он не будет тусклее первой звёздной величины и в наибольшем приближении будет соперничать с Канопусом.

Максимальная элонгация Юпитера — 10°, максимальная звездная величина +2m. Максимальные значения элонгации и звездной величины для Сатурна — 18,4° и +3,4m. Для Урана, соответственно, 40° и +6,6-7m.

Проекция орбиты Плутона на плоскость эклиптики пересекается с проекцией орбиты Нептуна[4][5][6], поэтому кажется, что Плутон должен периодически сильно приближаться к Нептуну. Парадокс заключается в том, что Плутон иногда оказывается ближе к Урану. Причина этого — резонанс 3:2 Плутона и Нептуна. В каждом цикле, когда Плутон первый раз проходит перигелий, Нептун оказывается впереди Плутона; когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется позади Плутона; в то время, когда Нептун и Плутон оказываются на одной линии с Солнцем и по одну от него сторону, Плутон уходит в афелий. Таким образом, с Ураном возможны сближения до 11 а. е., а к Нептуну Плутон не бывает ближе 17 а. е. [4]. При этом яркость Плутона составляет 12,4m.

Плутон и ХаронПравить

 
Вид неба с поверхности Гидры, малого спутника Плутона (представление художника)

Плутон, вместе со своим крупнейшим спутником Хароном, обращается вокруг Солнца обычно за пределами орбиты Нептуна, за исключением двадцатилетнего промежутка на каждом витке.

При наблюдении с Плутона Солнце всё ещё достаточно яркое, примерно в 150—450 раз ярче полной Луны при виде с Земли (яркость изменяется в течение года из-за эксцентриситета орбиты Плутона). Тем не менее, люди бы заметили большую разницу в освещении.

Благодаря фотографиям зонда «Новые горизонты» установлено, что атмосфера Плутона неплохо рассеивает свет Солнца благодаря большой протяжённости (до 3000 км) и наличию частичек замороженных углеводородов. Наблюдатель с планеты может увидеть тусклое белёсо-голубое небо со слоистой дымкой.

Плутон и Харон повёрнуты друг к другу одной стороной, то есть Харон всегда показывает Плутону только одну свою сторону, и Плутон тоже показывает Харону одну и ту же сторону. Наблюдатели на обратной от Плутона стороне Харона никогда не увидят эту карликовую планету; наблюдатели на дальней от Харона стороне Плутона никогда не увидят его спутник. Каждые 124 года на несколько лет наступает сезон взаимных затмений, когда Плутон и Харон закрывают Солнце друг от друга с интервалом в 3,2 дня.

КометыПравить

Небо кометы демонстрирует огромные изменения по мере приближения к Солнцу. Чем ближе к Солнцу, тем больше кометного льда сублимирует с её поверхности, образовывая хвосты из газов и пыли и кому. Наблюдатель с проходящей возле Солнца кометы может видеть звёзды в молочной дымке, которая также будет производить интересные эффекты гало вокруг Солнца и других ярких объектов.

ЭкзопланетыПравить

 
Вид с гипотетической планеты, обращающейся вокруг Альфа Центавра A. Альфа Центавра B — яркая звезда слева.

Для наблюдателей на экзопланетах прежде всего изменится привычный рисунок созвездий. Солнце будет видно невооружённым взглядом на расстоянии всего лишь до 20-25 парсек (65-80 световых лет). Звезда Бета Волос Вероники имеет несколько большую светимость, чем наше Солнце, но даже на относительно небольшом расстоянии в 27 световых лет она оказывается довольно тусклой на нашем небе.Если бы Солнце наблюдалось из системы Альфа Центавра, ближайшей к нам звёздной системы, оно бы выглядело как яркая звезда в созвездии Кассиопея. По яркости Солнце было бы сравнимо с Капеллой в нашем небе.

Гипотетическая планета, обращающаяся вокруг Альфа Центавра A или B, будет видеть второй компонент системы как очень яркую звезду. Например, планета земного типа на расстоянии 1.25 астрономической единицы от Альфа Центавра A (с периодом обращения 1,34 года) будет получать нормальное солнечное освещение от своей звезды, а Альфа Центавра B будет от 5,7m до 8,6m звёздной величины слабее (от −21,0m до −18,2m), или от 190 до 2700 раз слабее, чем Альфа Центавра A, но всё ещё от 2100 до 150 раз ярче полной Луны. Также и наоборот, планета земного типа на расстоянии 0,71 астрономической единицы от Альфа Центавра B (с периодом обращения 0,63 года) будет получать нормальное солнечное освещение от своей звезды, а Альфа Центавра A будет от 4,6m до 7,3m звёздной величины слабее (от −22,1m до −19,4m), или от 70 до 840 раз слабее, чем Альфа Центавра B, но всё ещё от 5700 до 470 раз ярче полной Луны. И в том, и в другом случае второе солнце будет двигаться по небу планеты, с каждым периодом обращения возвращаясь приблизительно на то же место. Начинаться траектория будет от непосредственной близости к первому солнцу, спустя половину периода обращения второе солнце будет освещать планету с противоположной от первого стороны. После истечения ещё одного полупериода цикл закончится. Другие обращающиеся вокруг одного из компонентов планеты будут видеть похожие небеса. Проксима Центавра из окрестностей звёзд Альфа Центавра A и Альфа Центавра B видна только как объект 5-й звёздной величины из-за своих малых размеров и очень низкой светимости.

 
Вид неба с Проксимы Центавра b в представлении художника

Планета Проксима Центавра b вращается вокруг Проксимы Центавра на расстоянии около 7,3 млн километров (0,05 а. е.) с периодом около 11,2 земных суток и получает от своей родительской звезды примерно 65 % того света, который Земля получает от Солнца. При этом родительская звезда имеет видимый диаметр в три раза больше, чем Солнце на Земле. Из-за близости к своей звезде планета, вероятнее всего, находится в гравитационной ловушке и повернута к звезде всегда одной стороной. Таким образом, Проксима Центавра должна быть всегда видна на одной стороне планеты и никогда на другой. Однако, могут иметь место явления и связанные с ними эффекты, наблюдающиеся на Меркурии. Альфа Центавра A и Альфа Центавра B будут видны как яркие звезды со звездными величинами -6,69m и -5,38m. Максимальное угловое расстояние между ними составит около 7,8′.

Звездное небо в системе Альфа Центавра претерпит незначительные изменения только за счет смещения самых близких ярких звезд в северном направлении относительно земного звездного неба (а еще точнее в сторону созвездия Кассиопеи, где будет Солнце). Так, сильно сместится Сириус — он окажется в созвездии Ориона, возле Бетельгейзе. Значительно сместятся Процион (в созвездие Близнецов), Альтаир (в созвездие Лисички), Вега (окажется вблизи границы Лиры и Дракона) и Фомальгаут (в созвездие Водолея). Заметно сдвинутся с мест Арктур, Капелла, Альдебаран, Регул, Кастор и Поллукс (Кастор и Поллукс окажутся рядом друг с другом вблизи границы Близнецов и Возничего). Очертания созвездий из далеких звезд, в основном, не изменятся. Так, в северном полушарии сохранятся узнаваемыми созвездия Ориона (не считая того, что там окажется Сириус), Лебедя, Кассиопеи (не считая того, что там окажется Солнце), Большой и Малой Медведиц (в том числе Полярная звезда), а также скопление Плеяды.

При наблюдении с 40 Эридана, удалённого на 16 световых лет, Солнце будет средней звездой со звёздной величиной 3,3m в созвездии Змея (Голова Змеи). На таком удалении большинство ближайших к нам звёзд будут иметь другие положения на небе, включая Альфа Центавра и Сириус.

Для планет на орбите вокруг Альдебарана, 65 световых лет от нас, Солнце будет немного выше над Антаресом из нашего созвездия Скорпиона, и со звёздной величиной 6,4m будет едва видна невооружённому взгляду. Созвездия, состоящие из очень ярких и далёких звёзд, будут узнаваемы (такие, как Орион), но большая часть неба будет незнакома для наблюдателей, прилетевших туда с Земли.

Расчёт звёздной величиныПравить

Яркость объекта изменяется по закону обратных квадратов (приблизительно, по общей теории относительности на больших расстояниях необходимо ещё учитывать искривление пространства-времени). Звёздная величина определяется по формуле:

 .

Поэтому, если объект имеет звёздную величину   на расстоянии   от наблюдателя, то при прочих равных условиях, он будет иметь звёздную величину:

  на расстоянии  .

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Ветра на Венере
  2. Revkin, Andrew C. Martian View of Our Pale Dot. The New York Times (6 февраля 2014). Дата обращения 9 февраля 2014.
  3. St. Fleur, Nicholas. Looking at Your Home Planet from Mars, The New York Times (9 января 2017). Дата обращения 9 января 2017.
  4. 1 2 3 Malhotra R., Williams J. G. Pluto's heliocentric orbit // Pluto and Charon / A. Stern, D. J. Tholen. — University of Arizona Press, 1997. — P. 37,127–158. — 728 p. — ISBN 9780816518401. (Выдержки).
  5. Maxwell W. Hunter II. Unmanned scientific exploration throughout the solar system (англ.) // Space Science Reviews (англ.) : journal. — 1967. — Vol. 6, no. 5. — P. 601—654. — DOI:10.1007/BF00168793. — Bibcode1967SSRv....6..601H.
  6. David R. Williams. Planetary Fact Sheet. NASA. Дата обращения 18 ноября 2015. Архивировано 20 августа 2011 года.

ЛитератураПравить

  • Carroll, Michael. Space art : how to draw and paint planets, moons, and landscapes of alien worlds. — New York : Watson-Guptil Publications, 2007. — ISBN 9780823048762.
  • Carroll, Michael. Drifting on Alien Winds Exploring the Skies and Weather of Other Worlds. — New York, NY : Springer Science+Business Media, LLC, 2010. — ISBN 9781441969170.
  • Barnett, Lincoln. The starry universe (неопр.) // Life. — 1954. — 20 December. — С. 44—64.
  • Perelman, Y. Lunar heavens // Astronomy for entertainment. — Honolulu : University Press of the Pacific, 2000. — P. 78-84. — ISBN 9780898750560.

СсылкиПравить