Видимые планеты вокруг луны

Видимое движение планет на небесной сфере

Внутренние и внешние планеты Солнечно системы и их движение — наблюдение Венеры, Марса, Юпитера и Меркурия на ночном небе

Внутренние и внешние планеты Солнечно системы и их движение

В состав Солнечной системы вхо­дит девять планет, пять из которых видны невоору­женным глазом. Это планеты Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.

Среди звезд планеты выделяются своей яркостью, но их видимое положение относительно звезд непостоянно. Они не­прерывно перемещаются по небу, как бы блуждают среди звезд. Видимое движение планет происходит вблизи эклиптики, т. е. в поясе зодиакальных созвездий. В отличие от видимого движения Солнца и Луны оно имеет сложный характер, так как является отражением действительных движений Земли и планет по их ор­битам вокруг Солнца.

По положению своих орбит относительно орбиты Земли планеты делятся на внутренние и внешние. Внутренние плане­ты обращаются вокруг Солнца внутри орбиты Земли, а внешние—за ее пределами. К внутренним планетам относятся Меркурий и Вене­ра, а к внешним — Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Характер видимого движения и условия наблюдения внутренних и внешних планет различны.

Наблюдение движения внутренних планет Солнечной системы

Видимое с Земли движение внутренних планет солнечной системы

Период обращения внутренней планеты вокруг Солнца меньше периода вращения Земли- Поэтому она в движении по своей орбите будет опережать Землю и последовательно прохо­дить через точки 1, 2, 3 и 4. Когда планета проходит между Землей и Солнцем и находится в точ­ке 1, она земному наблюдателю не видна, так как в это время к Земле обращена неосвещенная сторона пла­неты. Спустя некоторое время после прохождения точки 1, планета стано­вится видимой и наблюдателю будет казаться, что она относительно Солн­ца отклоняется вправо.

Когда планета достигнет точки 2, наблюдатель увидит ее на небесной сфере в точке А. Затем в своем види­мом движении планета совершает среди звезд петлю и начинает двигать­ся в обратном направлении. Удаление ее от Солнца уменьшается, она постепенно скрывается в его лучах и заходит одновременно с ним. В это время планета проходит за Солнцем. Через некоторое вре­мя планета становится снова видимой, но теперь уже слева от Солнца. Достигнув предельного отклонения от Солнца влево, пла­нета в точке В снова делает петлю, меняет направление своего движения и затем начинает приближаться к Солнцу.

Таким обра­зом, видимое движение внутренней планеты представляется как бы колебанием ее около Солнца.

При положении планеты справа от Солнца она наблюдается на небесной сфере как утренняя звезда, а при положении слева — как вечерняя звезда.

Наиболее благоприятными условиями наблюдения внутренних планет являются условия, при которых они находятся вбизи то­чек наибольшего углового отклонения от Солнца.

У Меркурия максимальное угловое отклонение достигает 28°, а у Венеры — 48°. Поскольку Меркурий находится близко к Солнцу, то наблюдать его трудно. Даже при максимальном угловом отклонении от Солн­ца его можно наблюдать только в сумерках вскоре после захода Солнца или непосредственно перед восходом Солнца. Венера при наибольшем угловом отклонении восходит примерно за 3—4 ч до восхода Солнца, а при вечерней видимости через столько же вре­мени заходит после захода Солнца.

Наблюдение движения внешних планет Солнечной системы

Внешние планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца на куда более дале­ком расстоянии, чем Земля. Поэтому характер их видимого движения несколько иной, чем у внутренних планет.

При наблюдении, среди звезд внешние планеты перемещаются заметно медленнее видимого годового движения Солнца. Наиболее быстрое видимое движение из внешних планет имеет Марс, который расположен ближе всего к Земле.

Видимое с Земли движение внешних планет солнечной системы

Рисунок выше иллюстрирует схематичное изображение процесса наблюдения внешней планеты. Так как Земля движется по своей орбите с большей скоростью, чем более удаленная от Солнца пла­нета, то при прохождении Земли че­рез точки 1 и 2 наблюдателю будет казаться, что планета переместилась по небесной сфере из точки А в точку В.

При дальнейшем движении Земли от точки 2 планета в своем видимом движении сделает петлю у точки В и затем начинает двигаться в обратном направлении. В тот момент, когда Земля придет в точку 3, наблюдатель увидит планету на небесной сфере в точке С. При движении Земли от точки 3 планета сделает петлю около точки С и снова начнет прямое движение.

Для внешних планет наилучшими условиями их наблюдения будут периоды, ког­да они находятся в противостоянии.

Противостоянием называется положение планеты на небесной сфере относительно Земли в направлении, противопо­ложном Солнцу. В противостоянии планета наблюдается в ну­левой фазе (диск освещен полностью) – поэтому это положение планеты является самым удобным для ее наблюдения.

В период противостояния планета находится в созвездии, противополож­ном тому, в котором в это время находится Солнце. Следователь­но, в этом положении планета может быть видна на небе всю ночь.

Источник

Как вращаются Земля, Луна и Солнце

Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.

Размеры Солнца и Луны

Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.

В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.

И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.

Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.

Смена лунных фаз

В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.

Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:

• новолуние;
• первая четверть;
• полнолуние;
• последняя четверть.

Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.

Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.

Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.

Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.

Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.

Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.

Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».

Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.

Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.

Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.

Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».

Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.

Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения

Луна совершает 3 вида движений:

• вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
• обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
• обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».

Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.

Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.

Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.

Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.

За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.

Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.

За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.

Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.

Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.

Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.

Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.

Источник

Как распознать планеты в ночном небе?

Когда вы смотрите на ночное небо, некоторые из «звезд», которые вы видите, не являются звездами. Это планеты.

Из восьми планет нашей Солнечной системы пять видны невооруженным глазом, исключая, конечно, Землю: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.

Планеты выглядят как далекие звезды, но если мы знаем, что ищем, мы можем легко их обнаружить. Кроме того, поскольку эти планеты вращаются вокруг Солнца, их положение перемещается по небу в течение нескольких дней, месяцев или лет.

Фактически, их слежение и отслеживание на протяжении тысячелетий осуществлялось астрономами Рима и Древней Греции, которые видели в них богов.

Меркурий (у римлян, или Гермес у греков), планета, наиболее близкая к Солнцу и наиболее быстро движущаяся, была посланником богов, бродившим по небу между звездами.

Сатурн (у римлян, или Хронос у греков), видимая планета, наиболее удаленная от нас и, следовательно, также самая медленная для прохождения по небу, считалась божеством времени.

Марс (у римлян, или Арес у греков), заметно красный, был связан с войной (и две его луны, обнаруженные гораздо позже, были названы Фобосом, по Божеству страха, и Деимосом, олицетворяющим ужас).

Юпитер (у римлян, или Зевс у греков) был отцом и царем всех богов.

В этой статье мы дадим вам несколько советов, чтобы попытаться обнаружить планеты невооруженным глазом. Для некоторых планет это действительно не сложно!

Меркурий

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета. Это иногда затрудняет наблюдение: Меркурий виден только ночью (обязательно), но, находясь близко к Солнцу, он виден и на небе. Поэтому он виден только сразу после захода солнца, но и не слишком рано, иначе свет солнца под горизонтом может замаскировать его. Также его можно увидеть прямо перед восходом солнца.

Когда он виден, Меркурий появляется относительно ярко, причем в плоскости эклиптики, то есть плоскости, содержащей все остальные планеты. Если вам удастся обнаружить Венеру (самую простую для обнаружения), у вас будет плоскость, и Меркурий тогда будет где-то на этой плоскости, рядом с Солнцем.

Как мы уже говорили, самая узнаваемая планета — Венера, о которой мы сейчас поговорим.

Венера

Венера, помимо Солнца и Луны, является самой яркой звездой на небе. Она настолько яркая, что ее регулярно путают с НЛО. Это потому, что Венера — самая близкая к нам планета, а ее поверхность очень хорошо отражает солнечные лучи.

Когда она видна на небе, Венера обычно является первой «звездой», видимой вечером, или последней, которая уходит утром, над горизонтом и на той стороне, где находится Солнце. Иногда это видно через полчаса после восхода солнца, когда солнце еще низко.
Длительность, в течение которой она видна, остается, тем не менее, значительно большей, чем у Меркурия: Венера видна до 3 часов после наступления темноты (или за 3 часа до восхода солнца), но вряд ли больше, потому что она также ложится спать.

И Венера, и Меркурий ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому их позиции на небе всегда близки к Солнцу. С заходом солнца на западе, если вы думаете, что видите Венеру на востоке вечером наблюдения, вы наверняка ошибаетесь: это не Венера. Если это особенно яркая звезда, есть шанс, что вы заметили Юпитер, который тоже очень яркий.

В любом случае если ночью на закате солнца или утром на восходе солнца вы видите необычайно яркую «звезду», то это определенно Венера.

Марс дальше от Солнца, чем Земля. Он всегда находится на плоскости эклиптики, которая содержит планеты и, следовательно, по оси, пересекающей небо, но эту планету можно увидеть в любом месте неба: как на стороне Солнца, так и на противоположной стороне. Поэтому его можно увидеть и посреди ночи, а не только во время захода и восхода нашей звезды, например, Венеры и Меркурия.

Марс прозван Красной планетой, и это не без оснований: Марс явно появляется на небе красным!
Этот цвет ему придает оксид железа, ржавчина, которая в целом красно-оранжевая и присутствует в больших количествах на поверхности планеты.

Марс — тоже небольшая планета, но близость к Солнечной системе означает, что он всегда хорошо виден, если, конечно, не скрыт Солнцем или за горизонтом.

Поскольку все планеты находятся на оси, пересекающей небо, нередки случаи, когда Марс иногда находится близко к Юпитеру, а иногда близко к Венере, иногда даже к Сатурну, а иногда в группах с Луной:

Планетарное соединение Марса, Юпитера и Сатурна с Луной, 20 марта 2020 года

В этих условиях легко увидеть эту светящуюся звезду рядом с очень яркой Венерой или Юпитером.

Наконец, и только для поэтической стороны, знайте, что когда вы наблюдаете планету Марс, есть небольшой шанс, что вас будут наблюдать обратно с Марса. Конечно, не марсиане или люди, а один из немногих марсианских роботов, которые годами пересекают его поверхность.

Эти роботы сделали несколько снимков и передали их на Землю, на которых изображена наша голубая планета на марсианском небе, также окрашенная в синий цвет из-за ее прекрасной атмосферы, в которой много CO2:

Земля сфотографирована с поверхности Марса

Марс на данный момент и по сей день является одним из двух миров, из которых была сделана фотография Земли с ее поверхности, первым из которых является Луна.

Юпитер

Огромная планета Юпитер (в 11 раз больше диаметра Земли, в 317 раз больше по массе) и ее относительная близость означают, что он всегда очень хорошо виден. Часто это четвертая яркая звезда на небе (после Венеры, Луны и Солнца). Юпитер не мерцает в небе, в отличие от звезд, и поэтому относительно узнаваем. Его видимый размер также является самым большим из всех видимых планет.

Как и Марс, Юпитер находится дальше от Солнца, чем от Земли. Поэтому Юпитер виден почти везде на оси планет и в любое время.

Наблюдая с помощью телескопа или даже хорошего бинокля, можно увидеть его большое красное пятно (если оно обращено к нам) и, возможно, четыре его самые большие луны: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто.

Это галилейские луны, которые Галилею удалось наблюдать с помощью первого телескопа, который он изобрел (первоначально для военного флота) 400 лет назад. С тех пор вокруг Юпитера было обнаружено более 60 других лун, хотя они слишком малы, чтобы их можно было увидеть из дома.

Каждый из спутников — это отдельный мир. Особенно Европа, которая была бы хорошим кандидатом для приюта жизни, будучи согретой Юпитером. Ио, с другой стороны, настолько близко к своей планете, что он достаточно приливно-отливный, что является самой вулканически активной луной в Солнечной системе.

Если вы наблюдаете это в течение нескольких часов с помощью астрономического инструмента, вы сможете увидеть, как планета вращается, ее большое красное пятно появляется или исчезает, а ее спутники движутся по своей орбите.

Сатурн

Сатурн находится дальше, чем другие планеты, и также намного менее яркий. В зависимости от времени года он может быть даже затемнен или ослеплен Солнцем, что сделает невозможным его видеть в течение нескольких недель.

Сатурн наиболее яркий, когда его кольца также видны и освещены Солнцем, что увеличивает яркость всей планеты от Земли.
Это происходит, когда Сатурн и Земля находятся в оппозиции, т.е. по обе стороны от Солнца.

Как и другие планеты, Сатурн не излучает свет напрямую, а отражает свет Солнца. Поэтому он сияет иначе, чем другие звезды, не мерцая. Если вы привыкли к этому, то это относительно надежная подсказка, чтобы заметить планету.

Учитывая, что эта планета не является ни особенно окрашенной (она бледно-желтая), ни особенно яркой, обнаружить ее не так просто, как другие. Поэтому гораздо удобнее проверить его местоположение по (актуальной) небесной карте или специализированному приложению, а затем найти его.

А как же Уран? Нептун? А как же Плутон?

Уран слишком далеко, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Если мы знаем, где он находится, мы можем увидеть его с помощью телескопа, но он слишком далеко, чтобы что-то видеть.

Для Нептуна это еще сложнее. Эта планета, кстати, была обнаружена в результате вычислений до того, как была обнаружена с помощью телескопа: наблюдения Урана, похоже, показали нарушенную траекторию. Затем астрономы измерили возмущение на протяжении многих лет, выдвинули гипотезу о существовании новой планеты и начали вычисления ее положения (чтобы соответствовать аномалиям на орбите Урана). Он был обнаружен в 1846 году под одним углом от расчетного положения!

Наконец, для Плутона . эта бывшая планета — теперь «карликовая планета» — настолько далека от Солнца и от нас, что для его обнаружения требуется поисковый телескоп в несколько метров, и даже при этом его трудно различить. Его открытие датируется только 1930 годом.

Источник