Вересень дарує нам можливість побачити протистояння аж двох планет — Сатурна (8 вересня) та Нептуна (21 вересня), і обидві будуть доступні для спостережень усю ніч. Сатурн ви легко знайдете на небі неозброєним оком, а от щоб роздивитися Нептун, вам знадобиться бодай невеличкий телескоп або астрономічний бінокль.
Хоча протистояння Сатурна відбувається майже щороку, поточне буде в певному сенсі особливим…
Протистояння планет та їхнє спостереження
Для нас, як для спостерігачів із Землі, всі інші планети Сонячної системи можна поділити на 2 групи: внутрішні та зовнішні. До внутрішніх належать ті, орбіти яких лежать всередині земної орбіти, тобто Меркурій та Венера. Ще 5 планет — від Марса до Нептуна — належать до зовнішніх.
Умови спостережень внутрішніх та зовнішніх планет суттєво відрізняються. Зокрема, найкращою конфігурацією для спостереження зовнішніх тіл є така, за якої Земля опиняється між Сонцем та цим тілом. Таке взаємне розташування називається протистоянням, або опозицією. Саме поблизу протистояння зовнішні планети є найбільш яскравими та мають найбільші кутові розміри.
Крім того, оскільки відносно нас планета у протистоянні розташована по інший бік від Сонця, вона буде освітлена на 100% та її можна спостерігати впродовж усієї ночі. Відтак протистояння планети — найкращий час для її спостереження. Проте варто зазначити, що впродовж кількох днів до та після протистояння ви не помітите суттєвих відмінностей у вигляді планети.
Примітно, що момент протистояння зазвичай не зовсім збігається з моментом, коли планета перебуває на найменшій відстані від нас, що пов’язано з невеличкою витягнутістю орбіт. Так, наприклад, цього року протистояння Сатурна відбудеться 8 вересня о 07:35, а на найближчій відстані ми опинимося у той самий день о 10:12.
Чи всі протистояння планети однакові?
Протистояння планет-гігантів відбувається майже щорічно. Але чи означає це, що кожного року певна планета у протистоянні матиме однаковий вигляд? Для Сатурна це точно не так!
Найбільш помітною є зміна вигляду кілець Сатурна. Як і вісь Землі, вісь цієї планети не є перпендикулярною площині орбіти. Екватор газового гіганта і площина його кілець нахилені до площини орбіти під кутом 27°. Впродовж сатурніанського року кільця зберігають свою орієнтацію відносно далеких зір, а з Землі ми бачимо, що їхній нахил поступово змінюється. Останні 7 років кільця «закриваються», і зараз їхній нахил у напрямку Землі складає лише 3,3°, а наступного року кільця на деякий час зовсім зникнуть.
Окрім зовнішнього вигляду Сатурна, від одного протистояння до іншого змінюються і його кутові розміри. Річ у тім, що і Земля, і Сатурн рухаються навколо Сонця дещо видовженими еліптичними орбітами. Відстані від Сонця до Сатурна в перигелії (найближча до Сонця точка орбіти) та в афелії (найвіддаленіша точка) відрізняються майже на 12%. Відповідно, для спостерігача із Землі кутові розміри планети у різних протистояннях варіюються майже на 13%: від 41,7” до 47” — разом із кільцями.
Серед усіх планет-гігантів орбіта Сатурна є найбільш витягнутою, і різниця у видимих розмірах та яскравості під час протистоянь є доволі суттєвою. Ще більше відрізняються протистояння Марса — його орбіта ще більш витягнута, ніж орбіта Сатурна. Кожні 15–17 років відбувається так зване велике протистояння, коли Марс досягає зоряної величини -2,9m, стаючи яскравішим за Юпітер.
А от, наприклад, форма орбіти Нептуна дуже близька до кругової, тому відстань між ним та нами у протистояннях із року в рік майже не відрізняється. Знаходячись у 30 разів далі від Сонця, ніж Земля, він є єдиною великою планетою, яку неможливо спостерігати неозброєним оком навіть у протистоянні.
Особливості цьогорічного протистояння Сатурна
Протистояння зовнішніх планет — не таке вже й рідкісне явище. Сатурн робить повний оберт навколо Сонця за 29,46 земних років, впродовж яких Земля 29 разів його наздоганяє та переганяє. Між двома сусідніми протистояннями проходить приблизно 1 рік і 13 діб, відтак іноді бувають роки, впродовж яких протистояння зовсім не спостерігається. Востаннє таке було 2004 року: одне протистояння припало на 31 грудня 2003-го, а наступне — на 13 січня 2005-го.
Цьогоріч під час протистояння 8 вересня Сатурн перебуватиме у сузір’ї Водолія і стане найяскравішим об’єктом у ньому з блиском +0,6m, тож знайти планету на небі буде дуже легко. Для Києва планета зійде о 19:30, а зайде за обрій о 6:21 — саме перед сходом Сонця.
У телескоп все ще можна побачити кільця з північного напрямку (найближчу до нас сторону кілець видно нижче екватора), але поточне протистояння — останнє перед тим, як кільця повернуться ребром до нас і стануть недоступними для спостереження. Це відбудеться наприкінці березня, але, на жаль, Сатурн без кілець спостерігати не вийде: на небесній сфері планета у цей час буде розташована занадто близько до Сонця.
А в наступному протистоянні, 20 вересня 2025 року, ми вже побачимо кільця з південного напрямку. Таким чином, поточна опозиція — останній шанс побачити кільця Сатурна саме у такій орієнтації. Після цього впродовж наступних 7 опозицій покращуватиметься видимість південної півкулі планети, а її кільця будуть поступово розкриватися, даючи змогу спостерігачам роздивитися щілину Кассіні.
Спостерігаючи Сатурн у протистоянні через телескоп, зверніть також увагу на його супутники. Зі 146 відомих на сьогодні супутників «Володаря кілець», в аматорські телескопи зазвичай можна роздивитися до 5 штук. Найбільший та найяскравіший із них — Титан. Але із середнім інструментом додатково можна побачити Рею, Япет, Діону та Тефію.
Ефект Зелігера або чому кільця Сатурна яскравішають під час протистояння
У 1887 році Гуґо фон Зелігер, спостерігаючи кільця Сатурна під час його протистояння, помітив цікавий ефект: вони здавалися дещо яскравішими, ніж зазвичай. Тоді вже було відомо, що кільця є не монолітними, а складаються з окремих дрібних частинок. Сам Зелігер пояснював ефект так: пори та заглиблення на поверхні камінчиків, з яких складаються кільця, під час протистояння не відкидають тіні, оскільки джерело світла (Сонце) перебуває безпосередньо за спостерігачем. Усе світло, що відбивають частинки кілець, спрямоване прямо на нас.
У 1956 році Брюс Хапке уточнив фізику ефекту Зелігера, додавши механізм когерентного зворотного розсіювання: світло, відбите багато разів численними крихітними порошинками кілець, так би мовити, поєднується, тобто фактично відбувається інтерференція.
Якщо зазвичай яскравість кілець Сатурна є приблизно такою ж, як і яскравість диска планети, то під час протистояння їхня світність зростає. Це «тонкий» ефект, який простіше помітити на знімках, ніж за умови візуальних спостережень. Ефект Зелігера спостерігається не лише в ніч протистояння, але й впродовж приблизно 3 діб до та після цієї події.
Чого очікувати від протистояння Нептуна та як його спостерігати
Нептун рухається небесною сферою дуже повільно; рік на цій планеті триває майже 165 земних років. А тому між сусідніми протистояннями проходить 1 рік і 2 дні. Цього року 21 вересня о 01:43 (за Києвом) Нептун перебуватиме у протистоянні, розташувавшись у сузір’ї Риб. Формально, поблизу цієї дати ми матимемо найкращі умови для спостереження далекої планети.
Нептун — єдина велика планета Сонячної системи, яку неможливо побачити неозброєним оком. Навіть під час протистояння його зоряна величина складає лише 7,8m, тобто він у 5 разів слабший, ніж найслабкіші зорі, що можна побачити на ідеальному небі.
Насправді ж умови видимості Нептуна варіюються дуже мало: його блиск коливається у межах 0,2m, а видимий кутовий розмір складає 2,2”–2.4”. Ви не помітите особливої різниці між виглядом Нептуна у дні протистояння та поза ними. Обираючи найкращий час для спостережень, варто звернути більше уваги на стан атмосфери, висоту планети над горизонтом та кутову відстань до Місяця: чим вона більша, тим краще.
У любительський телескоп Нептун здається крихітним диском ледь помітного блакитного відтінку. Від зір він відрізняється відсутністю «іскристості». Достатньо потужним любительським інструментам може бути доступний найбільший супутник Нептуна — Тритон, що матиме блиск 13,9m.
Якщо вам не вдалося впіймати планети саме в день протистояння — не засмучуйтеся! Впродовж наступних кількох тижнів умови спостережень залишатимуться не менш вдалими.
