Летом Солнце ближе к Земле, чем зимой. Это неправда.
Начнем с того, что расстояние между Солнцем и Землей действительно не является постоянным, а меняется в течение года. Это связано с тем, что Земля вращается вокруг Солнца не по кругу, а «почти по кругу». Фигура, которую представляет собой орбита Земли, как и орбиты всех других планет нашей Солнечной системы, называется эллипсом.
В целом орбиты планет могут быть сколь угодно вытянутыми. Такую орбиту, в частности, имеет Плутон, который во время плутонианского лета приближается к Солнцу на расстояние «всего» 4,5 миллиарда километров, а «зимой» удаляется от Солнца на 7,5 миллиардов. К слову, год на Плутоне длится 250 лет. Если бы орбита Земли была бы похожа на орбиту Плутона, то видимый размер Солнца на небе в течение года менялся бы в два раза, а потоки тепла и света, падающие на Землю зимой и летом, различались бы в 4 раза. Средняя температура на Земле зимой была бы около минус 50 °C на экваторе, а у полюсов — в районе минус 150 °C, и, скорее всего, эти строки просто некому было бы читать.
К счастью, орбита Земли — это почти круг. Среднее расстояние от Солнца до Земли составляет почти 150 миллионов километров (свет проходит это расстояние чуть более чем за 8 минут). В ближней точке орбиты Земля приближается к Солнцу на 2,5 миллиона километров, а в дальней точке удаляется на такое же расстояние. Соответствующее изменение расстояния составляет всего 1,5%. На такую же долю меняется видимый размер диска Солнца на небе в течение года. Разумеется, большинство людей этого даже не замечает.
И все же, когда Солнце ближе всего к Земле — летом или зимой? Ответ на это вопрос известен: Земля проходит через ближнюю точку своей орбиты каждый год примерно в одно и то же время — почти сразу после новогодних праздников, около 3–4 января.
Иными словами, в это время на небе можно увидеть Солнце максимально большого размера. Становится ли в этот день хоть немного теплее? Строго говоря, да, так как близость к Солнцу увеличивает среднюю температуру на 2–3 градуса, но, конечно же, смена времен года при той орбите Земли, которую мы имеем, никак не связана с расстоянием до Солнца.
Гораздо более важной в нашей земной жизни является высота Солнца над горизонтом и, как следствие, плотность падающих на поверхность Земли солнечных лучей. А она, особенно на высоких широтах, на которых находится большая часть нашей страны, меняется в течение года не на 1–2%, а в несколько раз.
Впрочем, есть и гораздо более простой способ понять, что времена года никак не связаны с расстоянием до Солнца. Достаточно вспомнить, что январь является центральным месяцем зимы лишь в северном полушарии. В южном полушарии на это же самое время приходится пик лета.
Соответственно, для большинства жителей той же Южной Америки тот факт, что Солнце ближе всего в январе, вероятно, не кажется таким удивительным, как для нас.
Информацию предоставил Сергей Богачев, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН
Источник
Солнце в разное время года
Солнце — это главный источник тепла и единственная звезда нашей Солнечной системы, которая, подобно магниту, притягивает все планеты, спутники, астероиды, кометы и прочих «обитателей» космоса.
Расстояние от Солнца до Земли более 149 миллионов километров. Именно эту удаленность нашей планеты от Солнца принято называть астрономической единицей.
Несмотря на значительное удаление, эта звезда оказывает огромное влияние на нашу планету. В зависимости от положения Солнца на Земле день сменяет ночь, лето приходит на смену зиме, возникают магнитные бури и образуются удивительнейшие полярные сияния. А самое главное — без участия Солнца на Земле невозможен был бы процесс фотосинтеза — основного источника кислорода.
Положение Солнца в разные времена года
Наша планета движется вокруг небесного источника света и тепла по замкнутой орбите. Этот путь схематично можно представить себе в виде вытянутого эллипса. Само Солнце располагается не в центре эллипса, а несколько в стороне.
Земля то приближается, то удаляется от Солнца, завершая полный оборот по орбите за 365 дней. Ближе всего к светилу наша планета находится в январе. В это время расстояние сокращается до 147 млн.км. Точка земной орбиты, ближе всего расположенная к Солнцу, называется «перигелий».
Чем ближе располагается Земля к Солнцу, тем больше освещается Южный полюс, а в странах южного полушария начинается лето.
Ближе к июлю наша планета максимально удаляется от главной звезды Солнечной системы. В этот период удаленность больше 152 млн.км. Самая далекая от Солнца точка земной орбиты получила название «афелий». Чем дальше земной шар находится от Солнца, тем больше света и тепла получают страны северного полушария. Тогда здесь наступает лето, а, например, в Австралии и Юной Америке господствует зима.
Как Солнце освещает Землю в разное время года
Освещение Земли Солнцем в разное время года напрямую зависит от удаленности нашей планеты в данный промежуток времени и от того, каким «боком» повернута Земля в этот момент к Солнцу.
Важнейший фактор, влияющий на смену времен года — земная ось. Наша планета, вращаясь вокруг Солнца, успевает в то же время поворачиваться вокруг собственной воображаемой оси. Эта ось расположена под углом в 23,5 градуса к небесному светилу и всегда оказывается направленной на Полярную звезду. Полный оборот вокруг земной оси занимает 24 часа. Осевое вращение обеспечивает также смену дня и ночи.
Кстати, если бы этого отклонения не было, то времена года не сменяли бы друг друга, а оставались постоянными. То есть, где-то царило бы постоянное лето, в других районах была постоянная весна, третья часть земли вечно бы поливалась осенними дождями.
Под прямыми лучами Солнца в дни равноденствия оказывается земной экватор, в то время, как в дни солнцестояния солнце в зените будет на широтах 23,5 град., плавно приближаясь в остальное время года к нулевой широте, т.е. к экватору. Солнечные лучи, падающие отвесно, приносят больше света и тепла, они не рассеиваются в атмосфере. Поэтому жители стран, расположенных на экваторе, никогда не знают холода.
Полюса земного шара попеременно оказываются в лучах Солнца. Поэтому на полюсах полгода длится день, а полгода — ночь. Когда освещенным оказывается Северный полюс, то в северном полушарии наступает весна, сменяющая летом.
В следующие полгода картина меняется. К Солнцу оказывается обращенным Южный полюс. Теперь в южном полушарии начинается лето, а в странах северного полушария воцаряется зима.
Дважды в год наша планета оказывается в таком положении, когда солнечные лучи одинаково освещают ее поверхность от Крайнего севера до Южного полюса. Эти дни называются днями равноденствия. Весеннее отмечают 21 марта, осеннее —23 сентября.
Еще два дня в году получили названия солнцестояния. В это время Солнце оказывается или максимально высоко над горизонтом, или максимально низко.
В северном полушарии 21 или 22 декабря наступает ночь, длящаяся дольше всех в году — это день зимнего солнцестояния. А 20 или 21 июня, наоборот, день является самым длинным, а ночь самой короткой — это день летнего солнцестояния. В южном полушарии все происходит наоборот. Там в декабре длинные дни, а в июне — длинные ночи.
Источник
Почему зимой звезды ярче?
Ежегодно можно наблюдать интересное явление. Зимой ночное небо кажется более ярким и звездным, тогда как в летнее время звездный свет и блеск будто бы меркнет. Стоит разобраться, действительно ли яркость звезд зависит от времени года, и какие еще есть причины для подобных перемен?
Положение Солнца в разные времена года
На самом деле время года напрямую не влияет на вид звездного неба. Однако сезонное уменьшение и увеличение яркости – это никакая не иллюзия, а результат зрительного восприятия. Перемены происходят не со звездами, а с «фоном», на котором они расположены. Другими словами, меняется цвет неба.
Городские жители вряд ли замечают какие-либо перемены, потому что из-за светового загрязнения над крупными населенными пунктами звездное небо – редкое явление. Лучше всего смена яркости звезд заметна за городом или в небольших городках, селах. Цвет ночного неба меняется в зависимости от времени года. Зимой оно обычно выглядит намного темнее, чем летом. Это напрямую связано с особенностями восхода и заката Солнца и, соответственно, вращениями Земли вокруг звезды.
Планета Земля вращается вокруг Солнца по орбите. Она имеет не ровную круглую форму, а больше напоминает слега вытянутый эллипс. При этом Солнце располагается не посередине, а немного сбоку. Во время вращения планета постоянно меняет дистанцию в отношении Солнца – становится то ближе, то дальше. Полный оборот занимает 365 дней.
Вращение Земли вокруг Солнца
Минимальное расстояние между Землей и Солнцем наблюдается в январе и составляет оно 147 млн. км. У этого явления есть специальное название – «перигелий», которое обозначает ближайшую к Солнцу точку земной орбиты. Во время максимального приближения Земли больше всего света попадает на южную часть шара, поэтому там начинается лето.
На максимально большой дистанции от Солнца планета оказывается примерно в июле. При этом расстояние равно 152 млн. км. У наиболее отдаленной от Солнца точки земной орбиты тоже есть свое название – «афелий». В этот период времени солнечный свет получает северная часть земного шара. Летняя пора начинается здесь, в то время как на территории южных стран царит зима.
Как светит Солнце в разные времена года?
Удаленность Земли от Солнца, а также угол наклона по отношению к звезде – причины разной степени освещенности. Ось Земли – главный фактор, который влияет на смену времен года. Пока планета вращается вокруг звезды, она, в то же время, каждые 24 часа делает один оборот вокруг собственной условной оси. Угол наклона данной оси по отношению к Солнцу составляет 23,5 градуса. Она всегда «смотрит» на Полярную звезду.
Существуют также особые дни – равноденствия и солнцестояния. Равноденствие (весеннее и осеннее) представляет собой явление во время перехода Солнца из одного полушария в другое. При этом день длится почти столько же, сколько и ночь, а земной экватор оказывается под прямыми солнечными лучами. Вся поверхность планеты освещается одинаково. День солнцестояния бывает летним с самым продолжительным днем либо зимним – с наиболее продолжительной ночью в году. В первом случае Солнце находится на максимальной высоте над горизонтом, а во втором – на максимально низкой.
Таким образом, становится понятно, почему зимой ночное небо обретает более темный цвет. В этот период Земля находится на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца. Соответственно, она вращается по орбите меньшего радиуса – Солнце уходит «дальше» за горизонт и небо становится темным. На нем отчетливо виднеются Млечный Путь, Луна, звезды. В летнее время Солнце располагается высоко над горизонтом. Земля вращается по большему радиусу, и звезда оказывается не сильно глубоко за горизонтом. Поэтому летом ночь кажется более освещенной, а на сумеречном небе звезды и прочие астрономические объекты хуже видны.
На яркость звезд влияет не время года, а цвет неба. Летом ночное небо выглядит более светлым из-за того, что Земля в это время года оказывается на большем расстоянии от Солнца. Звезда оказывается неглубоко за горизонтом, поэтому небо ночью приобретает сумеречные тона – звезды виднеются плохо. Зимой планета ближе к Солнцу, поэтому оно опускается ниже за линию горизонта. Небо приобретает глубокий темный оттенок, и звезды на нем выглядят более яркими.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Звездное небо зимой
Середина января, вечер. В южной стороне неба сверкают зимние созвездия — Орион, Телец, Близнецы, Возничий… Какое яркое и выразительное звездное небо зимой! Сразу семь звезд первой величины сгруппировались на участке, который можно обхватить одним взглядом. Ни в один другой сезон на небе нет столько ярких звезд! Поэтому начинать изучение звездного неба лучше всего зимой. На нем вы не заблудитесь!
Что такое зимнее звездное небо?
Прежде чем перейти к описанию зимних созвездий, позвольте сделать одно важное замечание. В этой статье я буду рассматривать не весь небосклон, а только ту его часть, что находится на юге. Зимнее звездное небо — это тот участок неба, который виден зимой в направлении юга по вечерам.
Дело в том, что зимние ночи в России очень длинные. (За полярным кругом в декабре-январе Солнце вообще не восходит!) За долгую ночь небо успевает сделать почти полный оборот, показывая нам звезды и созвездия разных времен года. Ранним вечером вы увидите высоко на небе осенние созвездия, вечером и в первую половину ночи — зимние, поздно ночью и ранним утром — весенние, а перед восходом Солнца — часть летних.
Описывать все созвездия нет смысла, ведь подавляющее большинство людей смотрит на небо вечером, по пути с работы или на прогулке. Вот про эти звезды и созвездия и пойдет речь ниже.
Краткое описание зимнего неба
В середине зимы вечером, после наступления темноты те созвездия, которые принято называть зимними, располагаются на юго-востоке. Живя в большом городе, изучать их очень трудно из-за яркого уличного освещения. Вместо звездных фигур вы, скорее всего, увидите только самые яркие звезды. На зимнем небе таких звезд примерно полтора десятка.
Зимний шестиугольник или Зимний круг
Итак, зима, вечер. Направление на юг — юго-восток. Шесть самых ярких звезд образуют на небе гигантскую фигуру, которая называется Зимний круг или Зимний шестиугольник. Давайте попробуем найти ее.
Гигантский зимний шестиугольник объединяет шесть ярчайших звезд зимнего неба. Рисунок: Stellarium
Прежде всего обратите внимание на яркую звезду высоко над головой. Это Капелла, альфа созвездия Возничего. Она образует вершину Зимнего шестиугольника. Правее и ниже Капеллы вы найдете Альдебаран, красноватую звезду, возглавляющую созвездие Тельца. Непосредственно под Альдебараном находится Ригель, ярчайшая звезда созвездия Ориона. Ригель находится довольно низко над горизонтом, поэтому нередко заметно мерцает и переливается разными цветами.
Примерно так Зимний шестиугольник будет выглядеть на засвеченном фонарями небе Москвы. Рисунок: Stellarium
Левее и ниже Ригеля сияет Сириус, ярчайшая звезда ночного неба Земли. По вечерам Сириус располагается очень низко над горизонтом, поэтому очень часто в средних широтах мерцает и переливается разными цветами — гораздо сильнее, чем Ригель!
Оставшиеся две звезды Зимнего шестиугольника, Процион и Поллукс, располагаются левее и выше Сириуса.
Если постараться охватить фигуру одним взглядом, то получится что-то вроде гигантского кристалла, вытянувшегося в направлении от зенита к горизонту.
Все звезды Зимнего шестиугольника принадлежат разным созвездиям, поэтому эта фигура сама по себе не созвездие, а астеризм.
Бетельгейзе на зимнем небе
В центре Зимнего шестиугольника располагается еще одна яркая звезда. На темном загородном небе отчетливо заметен ее красноватый цвет. Это знаменитая Бетельгейзе, звезда, возглавляющая созвездие Ориона.
Свою известность Бетельгейзе получила благодаря своим чудовищным размерам — она примерно в 1000 раз больше Солнца! Бетельгейзе очень старое светило по меркам звездной эволюции. Ее смерть не за горами. Бетельгейзе должна окончить свой жизненный цикл вспышкой сверхновой. Примерно в течение полугода звезда будет сиять на нашем небе почти так же ярко, как Луна! А затем — исчезнет.
Когда произойдет это событие? Может быть, через тысячу лет, а может быть, завтра! В общем, Бетельгейзе — главный кандидат в сверхновые среди относительно близких к Солнцу звезд. (Кстати, к 2020 году ее блеск существенно потускнел. Само по себе это не сюрприз — Бетельгейзе звезда переменного блеска. Удивляет, насколько сильно поблекла звезда — до 1,5 m !)
Звезды Зимнего шестиугольника и Бетельгейзе — почти все, что можно увидеть на небе, гуляя по улицам больших городов. Другое дело, если вы оказались за городом — на даче, в деревне, в степи или даже в большом парке. В этом случае на небе будет гораздо больше звезд. Невооруженным глазом можно поискать зимние созвездия.
Созвездия зимнего неба
Созвездия зимнего неба яркие и выразительные. В деревне ночное небо зимой представляет собой невероятно красивую картину. Ее можно легко и быстро изучить, отталкиваясь от звезд Зимнего шестиугольника, либо от красочного созвездия Ориона.
Созвездие Ориона
Орион — главное созвездие на ночном небе зимой. Это созвездие наблюдается по вечерам зимой в южной части неба. Оно символизирует героя-охотника из древнегреческих мифов.
Созвездие Ориона. Рисунок: Stellarium
Орион поражает своей симметрией. Рисунок созвездия строится вокруг трех звезд примерно одинакового блеска, расположенных поблизости друг от друга вдоль одной линии. Это так называемый Пояс Ориона.
Две ярчайшие звезды созвездия, уже знакомые Бетельгейзе и Ригель, находятся симметрично по разные стороны от Пояса — Бетельгейзе севернее, а Ригель — южнее. Так же симметрично относительно Пояса располагаются еще две звезды, Беллатрикс и Сайф. Все вместе они образуют явно человеческую фигуру, в которой Бетельгейзе и Беллатрикс — плечи охотника, а Ригель и Сайф — ноги.
Три звездочки, протянувшиеся от Пояса вниз, образуют астеризм Меч Ориона. Интересно тут вот что. На темном безлунном небе заметно, что средняя звезда в Мече выглядит неясно, немного размыто. Это знаменитая Туманность Ориона, колыбель для сотен новорожденных звезд и планет.
Не правда ли, рисунок Ориона настолько выразительный, что моментально запоминается? Самое главное, что семь его ярчайших звезд достаточно яркие, чтобы наблюдаться даже на засвеченном фонарями (и Луной!) небе.
Созвездия Тельца и Большого Пса
Пояс Ориона служит указателем на две яркие звезды. Если продлить линию пояса вниз, к горизонту, то она укажет на Сириус, ярчайшую звезду ночного неба. Если же продлить вверх, то она пройдет мимо яркой звезды Альдебаран и рядом с крошечным ковшиком из неярких звезд. На небе больших городов этот ковшик нередко выглядит как туманное облачко. Это Плеяды — знаменитое рассеянное звездное скопление.
Пояс Ориона указывает на Сириус и на рассеянное звездное скопление Плеяды. Рисунок: Stellarium
Альдебаран и Плеяды входят в состав зодиакального созвездия Тельца. На древних картах Тельца изображали бегущим на Ориона, который защищался от животного палицей и щитом. Альдебаран при этом символизировал налитый кровью глаз разъяренного быка.
Сириус возглавляет созвездие Большого Пса. На широте Петербурга и Москвы это созвездие наблюдается частично (наиболее южная часть его не восходит), а полностью его можно увидеть на юге России. Помимо Сириуса в Большом Псе есть еще три довольно яркие звезды — бета, дельта и эпсилон. Вместе эти звезды образуют неправильный четырехугольник, внутри которого располагается относительно яркое рассеянное скопление М41. Оно красиво смотрится в бинокли и небольшие телескопы.
Близнецы и Возничий
Высоко в небе над Орионом и над всей картиной зимних созвездий плывет яркая звезда Капелла. (Она — вершина Зимнего шестиугольника). Капелла возглавляет созвездие Возничего, которое по форме напоминает неправильный многоугольник. Кстати, через Возничий проходит Млечный Путь, и потому его очень интересно изучать в бинокль!
Созвездия Возничего и Близнецов на небе зимы. Рисунок: Stellarium
Левее и ниже Возничего находится зодиакальное созвездие Близнецов. В этом довольно заметном и красивом созвездии прежде всего обращают на себя внимание две яркие звезды. Одна из них, та, что пониже, — Поллукс, которая входит в состав Зимнего шестиугольника. Имя другой — Кастор.
Кастор и Поллукс (по-гречески Полидевк) — одни из самых прославленных героев античных мифов. Вы наверняка знаете эту историю. Они были братьями, но один родился простым смертным, а второй, будучи сыном Зевса, — бессмертным. В итоге Кастор погибает, а Полидевк, не в силах пережить смерть брата, попросил разрешения у Зевса умереть вслед. В итоге Зевс был вынужден разрешить проводить обоим братьям один день на Земле, а другой в Тартаре. Позже, в награду за столь искреннюю братскую любовь образ братьев были вознесены на небе в виде созвездия Близнецов.
Фигуру двух братьев, стоящих как бы в обнимку, можно довольно просто очертить взглядом при условии, что небо по-настоящему темное и безлунное.
Персей
Еще одно созвездие, которое можно причислить к зимним, ранним вечером наблюдается практически в зените. Это созвездие Персея, известное своими звездными скоплениями и звездой переменного блеска Алголь.
Созвездия Персея зимними вечерами наблюдается практически в зените. Справа от него находится Кассиопея. Рисунок: Stellarium
Персей похож на перевернутую вверх ногами рогатку. Верхняя часть созвездия указывает на Кассиопею, созвездие в виде буквы W. В отличие от Персея и других зимних созвездий, Кассиопея является незаходящим созвездием, и потому наблюдается на нашем небе круглый год.
Малый Пес и другие созвездия зимнего неба
Остальные зимние созвездия не так выразительны. Их можно найти, отталкиваясь от уже описанных.
Между Сириусом и Поллуксом находится яркая звезда Процион. Вместе с еще одной звездочкой она формирует небольшое созвездие Малого Пса. (Большой и Малый Псы — спутники охотника-Ориона.)
Созвездия Малого Пса, Единорога, Зайца и Эридана можно найти, отталкиваясь от созвездия Ориона. Рисунок: Stellarium
Темный участок неба между Проционом и Сириусом, слева от Ориона, занимает созвездие Единорога. Через это тусклое созвездие проходит Млечный Путь, поэтому здесь находится масса интересных звездных скоплений и туманностей. Для их наблюдения потребуется телескоп и темное небо.
Непосредственно под созвездием Ориона находится небольшое созвездие Зайца. Цепочка тусклых звезд справа от Ориона формирует созвездие Эридана. На территории России созвездие Эридана видно лишь частично. Это длинное созвездие, символизирующее мифическую реку, уходит далеко на юг и оканчивается яркой звездой по имени Ахернар.
Звездное небо зимой в разных городах России
Мы познакомились в общих чертах с яркими звездами и созвездиями зимнего неба. Может встать вопрос: для какого города подходит этот обзор?
Ответ прост: практически для всех городов, областей, республик России, а также для сопредельных с Россией стран. Звездное небо зимой в Сибири практически такое же, как в Крыму, как в Петербурге, Москве, Алматы, Киеве и Минске. Единственная разница заключается в широте места наблюдения. На севере вы не сможете рассмотреть созвездие Зайца, а в Большом Псе увидите только Сириус. С другой стороны, находясь на юге России, вы сможете заглянуть как бы «за горизонт» северянина и увидеть созвездия Кормы, Компаса и Голубя.
Если на рисунках выше было изображено небо, как оно видно в средней полосе России, то на этом изображении показано небо Кавказа. На нем южнее Ориона видны некоторые созвездия, невидимые в Москве: Резец, Компас, Печь и Голубь. Рисунок: Stellarium
Меняется ли вид звездного неба от года к году?
Нет, не меняется! Взаимное расположение звезд на небе остается неизменным на протяжении тысячелетий! Если вы внезапно увидели яркую звезду на зимнем небе, то, скорее всего, это планета!
Планеты движутся по зодиакальным созвездиям вдоль эклиптики. Следовательно, на зимнем небе вы встретите их только в созвездии Тельца или Близнецов. (В 2020 году весной через эти созвездия пройдет Венера, ярчайшая планета на нашем небе!)
Источник