Сентябрь дарит нам возможность увидеть противостояние двух планет — Сатурна (8 сентября) и Нептуна (21 сентября), и обе будут доступны для наблюдений всю ночь. Сатурн вы легко найдете на небе невооруженным глазом, а чтобы рассмотреть Нептун, вам понадобится небольшой телескоп или астрономический бинокль.
Хотя противостояние Сатурна происходит почти каждый год, текущее будет в определенном смысле особенным…
Противостояние планет и их наблюдение
Для нас, как для наблюдателей с Земли, все остальные планеты Солнечной системы можно разделить на 2 группы: внутренние и внешние. К внутренним относятся те, орбиты которых находятся внутри земной орбиты, то есть Меркурий и Венера. Еще 5 планет — от Марса до Нептуна — принадлежат к внешним.
Условия наблюдения внутренних и внешних планет существенно отличаются. В частности, лучшей конфигурацией для наблюдения внешних тел является такая, при которой Земля оказывается между Солнцем и этим телом. Такое взаимное расположение называется противостоянием, или оппозицией. Именно вблизи противостояний внешние планеты наиболее яркие и имеют наибольшие угловые размеры.
Кроме того, поскольку относительно нас планета в это время расположена по противоположную сторону от Солнца, она будет освещена на 100% и ее можно наблюдать всю ночь. Следовательно, противостояние планеты — лучшее время для ее наблюдения. Тем не менее следует отметить, что в течение нескольких дней до и после оппозиции вы не заметите существенных отличий во внешнем виде планеты.
Примечательно, что момент противостояния обычно не совсем совпадает с моментом, когда планета находится на наименьшем расстоянии от нас, что связано с небольшой вытянутостью орбит. Так, например, в этом году противостояние Сатурна состоится 8 сентября в 07:35, а ближе всего мы окажемся в тот же день в 10:12.
Все ли противостояния планеты одинаковы?
Противостояния планет-гигантов происходят практически каждый год. Но значит ли это, что всякий раз определенная планета в противостоянии будет выглядеть одинаково? Для Сатурна это точно не так!
Наиболее заметно изменение вида колец Сатурна. Как и ось Земли, ось этой планеты не перпендикулярна к плоскости орбиты. Экватор газового гиганта и плоскость его колец наклонены к плоскости орбиты под углом 27°. В течение сатурнианского года кольца сохраняют свою ориентацию относительно далеких звезд, а с Земли мы видим, что их наклон постепенно меняется. Последние 7 лет кольца «закрываются», и сейчас их наклон в направлении Земли составляет лишь 3,3°, а в следующем году кольца на время совсем исчезнут.
Кроме внешнего вида Сатурна, от одного противостояния к другому изменяются и его угловые размеры. Дело в том, что и Земля, и Сатурн двигаются вокруг Солнца по несколько удлиненными эллиптическими орбитами. Расстояния от Солнца до Сатурна в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты) и в афелии (наиболее удаленная точка) отличаются почти на 12%. Соответственно, для наблюдателя с Земли угловые размеры планеты в разных противостояниях варьируются почти на 13%: от 41,7” до 47” — вместе с кольцами.
Среди всех планет-гигантов орбита Сатурна наиболее вытянутая, и разница в видимых размерах и яркости во время противостояний довольно существенная. Еще больше отличаются противостояния Марса — его орбита еще более вытянута, чем орбита Сатурна, и является самой вытянутой из всех внешних планет. Каждые 15–17 лет происходит так называемое большое противостояние, когда Марс достигает звездной величины -2,9m, становясь ярче Юпитера.
А вот, например, форма орбиты Нептуна очень близка к круговой, поэтому расстояние между ним и нами в противостояниях из года в год почти не отличается. Находясь в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, он является единственной большой планетой, которую невозможно наблюдать невооруженным глазом даже в противостоянии.
Особенности противостояния Сатурна в этом году
Противостояние внешних планет — не такое уж редкое явление. Сатурн совершает полный оборот вокруг Солнца за 29,46 земных лет, в течение которых Земля 29 раз его догоняет и перегоняет. Между двумя соседними противостояниями проходит примерно 1 год и 13 суток, поэтому иногда бывают годы, в течение которых противостояние совсем не наблюдается. Последний раз это было в 2004 году: одно противостояние пришлось на 31 декабря 2003-го, а следующее — на 13 января 2005-го.
В этом году во время противостояния 8 сентября Сатурн будет находиться в созвездии Водолея и станет самым ярким объектом в нем с блеском +0,6m, поэтому найти планету на небе будет очень легко. Для Киева планета взойдет в 19:30, а зайдет за горизонт в 6:21 — как раз перед восходом Солнца.
В телескоп все еще можно увидеть кольца с северного направления (ближайшая к нам сторона колец видна ниже экватора), но текущее противостояние — последнее перед тем, как кольца повернутся ребром к нам и станут недоступными для наблюдения. Это произойдет в конце марта, но, к сожалению, Сатурн без колец наблюдать не получится: на небесной сфере планета в это время будет слишком близко к Солнцу.
А в следующем противостоянии, 20 сентября 2025 года, мы уже увидим кольца с южного направления. Таким образом, текущая оппозиция — последний шанс увидеть кольца Сатурна именно в такой ориентации. После этого в течение следующих 7 оппозиций будет улучшаться видимость южного полушария планеты, а ее кольца будут постепенно раскрываться, позволяя наблюдателям рассмотреть щель Кассини.
Наблюдая Сатурн в противостоянии через телескоп, обратите также внимание на его спутники. Из 146 известных на сегодняшний день спутников «Властелина колец» в любительские телескопы обычно можно рассмотреть до 5 штук. Самый большой и яркий из них — Титан. Но со средним инструментом можно увидеть Рею, Япет, Диону и Тефию.
Эффект Зелигера или почему кольца Сатурна становятся ярче во время противостояния
В 1887 году Хуго фон Зелигер, наблюдая кольца Сатурна во время его противостояния, заметил интересный эффект: они казались несколько ярче, чем во все остальное время. Тогда уже было известно, что кольца не монолитны, а состоят из отдельных мелких частиц. Сам Зелигер объяснял эффект следующим образом: поры и углубления на поверхности камешков, из которых состоят кольца, во время противостояния не отбрасывают тени, поскольку источник света находится непосредственно за наблюдателем. Весь свет, отраженный частицами колец, направлен прямо на нас.
В 1956 году Брюс Хапке уточнил физику эффекта Зелигера, добавив механизм когерентного обратного рассеяния: свет, отраженный многократно многочисленными крошечными пылинками колец, так сказать, совмещается, то есть фактически происходит интерференция.
Если обычно поверхностная яркость колец Сатурна и диска планеты примерно одинаковы, то во время противостояния кольца несколько доминируют. Это «тонкий» эффект, который проще заметить на снимках, чем при визуальных наблюдениях. Эффект Зелигера наблюдается не только в ночь противостояния, но и в течение примерно 3-х суток до и после этого события.
Чего ждать от противостояния Нептуна и как его наблюдать
Нептун движется по небесной сфере очень медленно; год на этой планете длится около 165 земных лет. Поэтому между соседними противостояниями проходит 1 год и 2 дня. В этом году 21 сентября в 01:43 (по Киеву) Нептун будет находиться в противостоянии, расположившись в созвездии Рыб. Формально, вблизи этой даты у нас будут лучшие условия для наблюдения далекой планеты.
Нептун — единственная большая планета Солнечной системы, которую невозможно увидеть невооруженным глазом. Даже во время противостояния его звездная величина составляет всего 7,8m, то есть он в 5 раз слабее, чем самые слабые звезды, которые можно увидеть на идеальном небе.
На самом же деле условия видимости Нептуна варьируются очень мало: его блеск колеблется в пределах 0,2m, а видимый угловой размер составляет 2,2”–2.4”. Вы не заметите особой разницы между видом Нептуна в дни противостояния и вне их. Выбирая лучшее время для наблюдений, стоит обратить больше внимания на состояние атмосферы, высоту планеты над горизонтом и угловое расстояние до Луны: чем она больше, тем лучше.
В любительский телескоп Нептун выглядит как крошечный диск едва заметного голубого оттенка. От звезд он отличается отсутствием «искристости». Достаточно мощным любительским инструментам может быть доступен крупнейший спутник Нептуна — Тритон, который будет иметь блеск 13,9m.
Если вам не удалось поймать планету именно в день противостояния — не расстраивайтесь! В течение нескольких недель условия наблюдений будут оставаться не менее удачными.
