Внешние планеты
К сожалению, планеты, расположенные за орбитой Сатурна, находятся так далеко от Земли, что исключена возможность проводить наблюдения их поверхности; единственно, на что можно рассчитывать, — это обнаружить их на небе и проследить за движением среди звезд. В противостояниях Уран и Нептун — сравнительно яркие объекты (их звездные величины соответственно 5,6m и 7,7m). Располагая соответствующими звездными картами и зная эфемериды планет, их сравнительно легко обнаружить даже в небольшие телескопы. Эти планеты медленно перемещаются в восточном направлении на фоне звезд; прямое восхождение Урана увеличивается на 20' в год, а у Нептуна примерно в два раза медленнее. Сейчас Уран и Нептун находятся в южной части эклиптики соответственно в созвездиях Змееносец (Ophiuchus) и Стрелец (Sagittarius); Нептун значительно труднее обнаружить, так как в этой области неба расположено богатое скопление звезд Млечного Пути.
Рис. 120. Положение внешних планет Солнечной системы среди звезд до 1990 г.
Рис. 121. Уран и его пять спутников (снимок передержан; видна характерная дифракционная картина в виде двух диаметрально расходящихся выступов).
Рис. 122. Среди больших планет Солнечной системы Уран имеет максимальный наклон оси к плоскости орбиты.
Уран
По характерному внешнему виду Уран довольно легко отличить от звезд. В хороший телескоп иногда удается различить диск планеты, который в зависимости от зрения наблюдателя может казаться либо синеватым, либо зеленоватым. В более крупные телескопы на планете можно разглядеть темные и светлые полосы, как у Сатурна, но более мелкие детали не заметны. Ось вращения Урана лежит почти в плоскости его орбиты, поэтому в некоторые моменты с Земли видна только полярная область планеты (так было, например, в 1980 г.). В эти периоды трудно надеяться увидеть какие-либо детали на диске планеты.
Нептун
В любительские телескопы обнаружить какие-либо детали на Нептуне не удается. Длительные наблюдения за Ураном и Нептуном показали, что блеск этих планет слегка меняется. Причина переменности блеска пока не ясна, хотя высказываются предположения о ее связи с изменениями солнечной активности. Звездные величины обеих планет можно легко оценить теми же методами, которые используются для измерения блеска переменных звезд (см. с. 206).
Плутон
Плутон — самая далекая планета Солнечной системы, поэтому обнаружить его в любительские телескопы очень трудно. Его звездная величина около 14m, так что увидеть Плутон можно лишь в телескоп с апертурой не менее 300 мм. Плутон легко спутать с окружающими его звездами, и легче всего его обнаружить, производя фотографирование в разные дни участков звездного неба, где по предположению находится планета. Обычно в астрономических календарях приводятся звездные карты окрестностей местоположения планеты. Орбита Плутона настолько вытянута, что в некоторых участках она проходит ближе к Солнцу, чем орбита Нептуна. Как раз в настоящее время Плутон расположен ближе к Солнцу, чем Нептун, поэтому скорость его перемещения среди звезд сейчас примерно та же (и даже несколько выше), чем у Нептуна.
В настоящий период Плутон находится выше над эклиптикой, чем Уран и Нептун; это связано с большим наклоном плоскости орбиты планеты к плоскости эклиптики. Полагают, что яркость планеты должна меняться при заметном изменении ее расстояния от Солнца. Однако проверить это предположение еще не удалось, так как период обращения Плутона вокруг Солнца составляет 250 лет, а открыт он был только в 1930 г. По этой же причине пока вообще очень мало известно о физической природе Плутона.
Кометы представляют собой бесформенные глыбы размером всего в несколько километров, состоящие из льда вперемешку с пылевыми частицами. Поэтому иногда их просто называют «комками грязного снега». Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, находясь основное время далеко от Солнца, где остаются невидимыми; при их приближении к Солнцу лед под действием солнечного тепла начинает таять, испаряясь и улетучиваясь в межпланетное пространство вместе с другими газами. Вследствие этого многие кометы, проходя вблизи Солнца, принимают весьма необычный вид.
Никогда не упускайте возможность понаблюдать яркую комету. В течение года в небольшой любительский телескоп можно увидеть всего несколько их. Большинство комет, которые периодически появляются в окрестностях Солнца, представляют собой довольно слабые объекты. Исключение составляет комета Галлея, которая почти при каждом своем возвращении к Солнцу (через 76 лет) предстает перед нами очень ярким и впечатляющим объектом. В действительности самые яркие и эффектные по виду кометы появляются на небе неожиданно; многие из них, возможно, впервые приближаются к Солнцу. Те несколько недель, в течение которых яркая комета быстро огибает Солнце, исчезая затем навечно или, возможно, на многие тысячелетия в космических далях, — самая жаркая пора для астрономов-кометчиков. В редких случаях, особенно если комета подходит слишком близко к Солнцу, она может разрушиться на части, которые в дальнейшем наблюдаются как отдельные тела.
Кометы выглядят по-разному. У всех наблюдается туманная газовая оболочка-кома, которая вместе с ядром образует голову кометы. Даже если комета находится в непосредственной близости от Солнца, ее голова кажется не более чем туманным пятнышком. Самая примечательная деталь большинства комет — хвост. Наиболее ярок он, когда комета находится в окрестностях перигелия своей орбиты. Здесь особенно значителен поток тепла от Солнца, под действием которого с кометы улетучиваются в космическое пространство газы и пыль. Некоторые кометы имеют два хвоста: один — искривленный, состоящий из частиц пыли; другой — прямой, газовый, вытянутый в направлении, точно противоположном направлению на Солнце. У ряда комет было замечено по нескольку (пылевых) хвостов. Протяженность кометных хвостов может достигать десятков и сотен миллионов километров; наблюдались кометы, хвосты которых тянулись почти на полнеба. Предполагается, что пыль, теряемая кометами, попадая в межпланетное пространство, дает начало метеорным телам, которые в дальнейшем, сталкиваясь на огромной скорости с земной атмосферой, обнаруживаются в виде метеоров. Пылинки из кометных хвостов пополняют также межпланетные пылевые облака, которые, рассеивая солнечные лучи, порождают явление, называемое зодиакальным светом.
Рис. 123. Строение кометы. Газовый хвост всегда направлен в сторону от Солнца, пылевой хвост остается за кометой на орбите.
Ядро кометы иногда заметно внутри комы в виде яркого звездообразного объекта, в котором не удается различить какие-либо детали даже в самые крупные телескопы. Иногда ядро можно спутать с различными структурными образованиями в коме — типа оболочки или выбросов вещества из ядра кометы.
Наблюдения комет
Для наблюдений комет можно использовать любые инструменты. Опыт показывает, что гигантские хвосты комет можно обнаружить при наблюдениях невооруженным глазом, в бинокли и телескопы с широким полем зрения. Но чтобы разглядеть сложную структуру кометы вблизи ее ядра, необходимы телескопы с большой апертурой и большим увеличением.
Рис. 124. В 1962 г. комета Хьюмасона имела кому и хвост неправильной формы.
Зарисовки комет можно делать при наблюдениях в любые инструменты, методика их та же, что и при зарисовках планет. Наряду с зарисовками стоит попытаться фотографировать кометы. Фотографии помогают не только определить точное положение головы кометы, но и получить изображение ее хвоста, а также увидеть тонкие детали, которые вследствие их малой яркости невозможно разглядеть иными способами. Для наблюдения комет требуются светосильные объективы с широким полем зрения, для фотографирования тонких деталей комы лучше использовать телескопы или длиннофокусные фотокамеры. При фотографировании комет телескоп (или фотокамера) должен быть снабжен системой гидирования, которая обеспечивала бы слежение за кометой с учетом ее собственного движения среди звезд; в этом случае изображения звезд на снимках получатся в виде черточек. При использовании короткофокусных объективов гидирование можно осуществлять непосредственно по звездам.
Рис. 125. Фотография созвездия Телец и восточной верхней части созвездия Орион, полученная с 5-минутной экспозицией следящей фотокамерой с объективом диаметром 50 мм.
Многие опытные астрономы-любители предпринимают попытки обнаружить кометы. Подобные наблюдения требуют огромного терпения, хорошего знания звездного неба, особенно расположения на небе скоплений звезд и галактик, иногда весьма похожих по своему виду на кометы. При таких наблюдениях используют крупные бинокли с широким полем зрения или короткофокусные телескопы; кометы обычно ищут в окрестностях Солнца, куда они могут попасть, оставаясь незаметными при движении по вытянутой орбите.
