Знакомство с небом: от начинающего — до профессионала

Когда человек рассказывает о своем увлечении, порой ему сложно вспомнить, с чего оно началось. Но в случае любителей астрономии это не так: обычно они хорошо помнят, когда и как у них возникла заинтересованность небом. Чаще всего она начинается с Луны или какой-то яркой планеты, увиденной в телескоп. Именно поэтому любительская астрономия в основном ассоциируется с инструментами для наблюдений. Однако существуют такие виды астрономических исследований, которые под силу даже начинающему любителю, более того — они вообще не требуют какого-то сложного оборудованная (часто бывает достаточно блокнота с карандашом).

Базовые знания

Первый совет начинающим астрономам звучит так: ищите единомышленников! Если в вашем городе есть кружок или клуб любителей астрономии — там вы получите лучшие советы относительно того, что и как вы можете наблюдать (причем с «привязкой» к местным условиям), а в лучшем случае — сможете посмотреть в различные инструменты, сравнить их и определить, что больше всего подходит именно вам.

Но кое-что можно сделать и самостоятельно, причем — что важно — не имея телескопа. Во-первых, нужно хотя бы в общем ознакомиться со звездным небом: выяснить, что такое полюс мира и какое отношение к нему имеет Полярная звезда, запомнить положения и названия самых ярких звезд и вид наиболее примечательных созвездий, разобраться в условиях их видимости в зависимости от времени суток и года. Раньше для этого покупались звездные карты. Теперь начинающие любители имеют доступ ко многим компьютерным программам и мобильным приложениям, с различной степенью детализации отображающим небесную сферу и все интересное, что есть на ней. Казалось бы, держать в голове положения звезд и конфигурации созвездий вроде бы уже необязательно… но мы же не гуляем по улицам знакомого города, постоянно уточняя свое положение с помощью системы GPS! Можно сказать, что небо должно стать для любителя астрономии таким же «родным местом», как ближайшие окрестности его дома. Тем более, что ничего сложного в этом нет.

Следующий этап — Луна, планеты и зодиакальные созвездия. Знание лунных фаз необходимо не только для того, чтобы подсказывать соседям по даче, когда какие овощи лучше высаживать: на самом деле в период между первой и последней четвертью (включающий полнолуние) условия для созерцания многих слабых объектов звездного неба становятся неблагоприятными из-за интенсивной засветки, создаваемой нашим естественным спутником. В крупных городах, где уровень светового загрязнения давно уже зашкаливает, мы этого не замечаем, но при выездах на наблюдения в «темные места» этот фактор становится ключевым.

С планетами еще интереснее. Почему они видны только в определенное время? Что такое противостояние и почему Меркурий и Венера в нем никогда не бывают? Действительно ли великий Коперник за всю свою жизнь так и не смог увидеть Меркурий? Да, наблюдения планет требуют достаточно мощного телескопа, но вначале нужно знать, куда именно его нацеливать. Дополнительный бонус: если вы сумеете объяснить заезжему астрологу разницу между «знаками зодиака» и зодиакальными созвездиями — вы сможете существенно поднять собственную самооценку и сделать важный вклад в развенчание антинаучных представлений.

Серебристые облака — одно из самых красивых явлений в земной атмосфере. Источник: Meindert van der Haven

И последний тип небесных явлений, о которых следует знать астроному-любителю — это «феномены ближнего плана», происходящие в земной атмосфере: метеоры, полярные сияния, серебристые облака Сюда же можно добавить искусственные объекты на околоземных орбитах (в том числе Международную космическую станцию). На этом базовый набор астрономических понятий завершается и начинается «узкая специализация».

С пользой для науки

Метеоры. Как это ни удивительно, существует определенная категория астрономических наблюдений, не требующих никаких дополнительных инструментов, однако имеющих большую научную ценность. Речь идет о наблюдениях метеоров. Ежедневно в земную атмосферу попадают миллиарды частиц межпланетной пыли самых разнообразных размеров и масс. Профессиональным астрономам просто «не хватает глаз», чтобы зарегистрировать хотя бы несколько процентов от их количества. К тому же много метеоров появляется там, где поблизости нет никаких обсерваторий — например, над пустынями и океанами.

Болид на ночном небе. Источник: Prasenjeet Yadav

Зарегистрировавшись на сайтах наблюдателей метеоров, можно больше узнать об отработанных методиках, которые позволяют извлечь максимум информации из быстрых «падающих звезд», и начать отправлять собственные данные для дальнейшей обработки профессионалами. Даже простой подсчет метеоров с указанием точного времени и места наблюдений, а также атмосферных условий уже может многое рассказать о распределении вещества в межпланетном пространстве. А если к этому добавить информацию о направлении полета, яркости, цвете и видимой скорости — мы уже получим солидный набор характеристик «пришельца из космоса», что позволит оценить его размеры и принадлежность к определенному метеорному потоку. И все это, заметьте, даже не касаясь его!

В таких наблюдениях есть собственный «бонус» — это возможность увидеть яркий болид (след от крупного тела, врезавшегося в земную атмосферу) и даже падение метеорита. Возможно, именно ваши свидетельства позволят вычислить, где именно на земной поверхности нужно искать «небесный камень».

Луна. Человечество наблюдает наш естественный спутник очень давно и уже успело послать своих представителей на его поверхность. Казалось бы, о нем нам известно все. Даже невооруженным глазом у него виден диск с большим количеством деталей. При использовании хотя бы небольшого астрономического инструмента количество этих деталей возрастает в тысячи раз, и «охватить» их все одному человеку становится все сложнее.

Луна при наблюдении в любительский телескоп

Однако, несмотря на огромное количество детальных фотографий Луны, сделанных с помощью крупных наземных телескопов и межпланетных аппаратов, любительские наблюдения этого небесного тела не потеряли своей актуальности. Прежде всего, это касается так называемых кратковременных лунных явлений — вспышек или потемнений отдельных участков. Считается, что это могут быть проявления процессов в разреженном пылевом окружении нашего ночного светила, связанных с электризацией под действием солнечного ветра (потока заряженных частиц, непрерывно выбрасываемых Солнцем). Также нельзя исключать наличие на Луне эндогенных феноменов: ее недра еще не совсем остыли и вполне способны обеспечивать кратковременные выбросы газов. Попадая в лучи Солнца, они наблюдаются как небольшие туманные пятна, которые быстро рассеиваются.

Еще одна интересная тема для наблюдений — столкновения метеорных частиц с лунной поверхностью. Если они происходят на неосвещенной части нашего спутника, а метеоры имеют достаточно большие размеры, их можно заметить как вспышки, видимые даже в небольшие телескопы. Очевидно, наиболее успешными такие наблюдения будут в эпохи максимумов мощных метеорных потоков — Геминид, Персеид, η-Акварид, Леонид.

Отдельную научную ценность имеют наблюдения оккультаций (покрытий звезд лунным диском). Для них нужно точно знать свое географическое положение и иметь четко выверенные часы с возможностью регистрации моментов времени. Но и само по себе разглядывание нашего спутника в небольшой телескоп, отслеживание изменений его фаз, вида гор и кратеров во время восхода и захода Солнца над ними может доставить большое удовольствие. А вообще Луна — один из наиболее «благодарных» объектов для начинающих астрономов, и на него можно смотреть даже в городах, где ночное небо сильно «засвечено» искусственными источниками света.

Солнце. Наше дневное светило до недавних пор не пользовалось популярностью в широких кругах любителей астрономии. В основном на него обращали внимание только в периоды высокой активности, когда оно покрывалось большим количеством пятен, или во время солнечных затмений. Последние на конкретной территории происходят не так уж часто: ближайшее полное солнечное затмение в Украине ожидается в 2061 году, кольцеобразное — 1 июня 2030-го. Так называемые «нецентральные» затмения с определенной точки земной поверхности наблюдаются значительно чаще (в среднем раз в 2-3 года), причем недавно мы пережили интересный период, когда из Украины их было видно три года подряд — 21 июня 2010-го, 10 июня 2021-го и 25 октября 2022-го. Следующее мы увидим после перерыва продолжительностью в два с половиной года: 29 марта 2025-го северо-запад Украины окажется в зоне видимости небольших фаз частного солнечного затмения.

Солнечный телескоп Coronado

Но вот в начале XXI века в свободной продаже появился специализированный солнечный телескоп Coronado, оснащенный светофильтром, пропускающим только спектральную линию ионизированного водорода Hα. Он позволяет при условии нормального чистого неба наблюдать поверхность Солнца в невиданных деталях. С его помощью у края диска нашего светила почти постоянно можно увидеть протуберанцы и даже заметить изменение их формы на протяжении короткого времени.

Впрочем, и простое разглядывание диска Солнца в достаточно мощный инструмент (ОБЯЗАТЕЛЬНО защищенный специальным фильтром с пропускающей способностью не выше 0,01%) тоже может быть интересным занятием. Отдельным наблюдателям удавалось таким способом увидеть мощнейшие солнечные вспышки.

Планеты. Тут мы переходим к тем областям астрономии, где любители, к сожалению, могут сделать немногое. Шесть планет Солнечной системы и их спутники активно наблюдаются с помощью больших наземных и космических телескопов (исключение — Меркурий, постоянно находящийся вблизи Солнца), на орбитах вокруг Венеры, Марса и Юпитера сейчас работают автоматические аппараты. Планетная астрономия требует мощных инструментов с увеличением не менее сотни крат, а это, в свою очередь, выдвигает требования к качеству воздуха в месте наблюдений: если он слишком нестабилен — его неоднородности полностью «смажут» все мелкие детали.

Соединение Юпитера и Сатурна, состоявшееся в декабре 2020 года

Поэтому любители астрономии чаще всего смотрят на планеты в ознакомительных целях. Хотя некоторые из них посвящают много времени поискам редких «белых пятен» на Сатурне и Венере, исследованиям изменений в юпитерианских облаках и попыткам заметить следы падения «посторонних объектов» в атмосфере газового гиганта. Во время великих противостояний Марса (ближайшее из них ожидается в сентябре 2035 года) все любительские телескопы обязательно нацеливаются на него. Собственно, и в менее удобных противостояниях, происходящих примерно раз в два года, Красная планета тоже притягивает к себе взгляды поклонников астрономии. Следует лишь помнить, что даже в очень мощный инструмент мы, к сожалению, никогда не увидим ее такой, как на снимках обсерватории Hubble.

Кометы и астероиды. Эти два типа объектов объединяются под названием «малые тела Солнечной системы». Их любительские наблюдения всячески приветствуются, ради упорядочения их результатов создаются специальные группы и организации. Ситуация здесь та же, что и с метеорами: комет и астероидов очень много (на небе одновременно видно пару десятков комет, из них 3-5, как правило, доступны небольшим любительским инструментам, а в среднем раз в году появляется «хвостатая звезда», которую несложно заметить невооруженным глазом) и далеко не все профессиональные обсерватории имеют в своих графиках время для их отслеживания, а значит, любители здесь вполне могут пригодиться

Комета C/2020 F3 (NEOWISE). Источник: NASA

Главная задача при наблюдениях малых тел — оценка их видимого блеска. Для этого используются так называемые звезды сравнения. Чем больше их видно в одном поле зрения с исследуемым объектом — тем лучше. Поэтому для таких наблюдений лучше всего подходят инструменты с не очень большим увеличением, но с широким полем (например, астрономические бинокли с кратностью от 10 до 20 и диаметром объективов 50-80 мм).

Наблюдать следует в местностях, удаленных от больших городов или других мощных источников искусственной засветки (кометы благодаря своему «туманному» виду особенно чувствительны к яркости неба). Существует достаточно методик оценки блеска комет и астероидов, с которыми можно ознакомиться на профильных сайтах и в литературе, а также множество международных организаций, куда любители отсылают полученные данные. Интересны объекты, пролетающие недалеко от Земли — они движутся по звездному полю очень быстро, что можно заметить буквально за несколько минут наблюдений. Любителям астрономии неоднократно удавалось даже самостоятельно открывать кометы или их вспышки.

Еще один путь для любителей приобщиться к профессиональной науке — регистрация покрытий звезд астероидами. Даже информация о том, что в определенном месте наблюдалось кратковременное «угасание» звезды, которую закрыл от наблюдателя более слабый и темный «небесный камень», уже полезна ученым. Еще более ценными данными являются точное время начала и окончания покрытия, но их получение уже требует соответствующей техники и опыта.

Далекий космос. Все объекты, расположенные вне сферы гравитационного влияния Солнца, то есть на расстоянии более одного светового года, относятся к «далекому космосу» (deep space). Он содержит невероятное разнообразие космических феноменов — от одиночных, двойных и кратных звезд, звездных скоплений и остатков погибших светил до далеких галактик и квазаров, удаленных от нас на миллиарды световых лет. Здесь есть на что посмотреть во все возможные типы инструментов. Рассеянные звездные скопления, большие газовые туманности, сравнительно близкие галактики во всей красе продемонстрирует бинокль. Шаровые скопления, двойные звезды, планетарные туманности нуждаются в достаточно мощном телескопе, инструменты с диаметром объектива более 100 мм покажут далекие галактики, ближайший квазар можно увидеть в 200-миллиметровый телескоп. Все сказанное справедливо для хороших условий наблюдений — чистой прозрачной атмосферы и отсутствия засветки. Конечно, нужно помнить, что даже самые яркие объекты для человеческого глаза с его ограниченной чувствительностью будут казаться лишь «бледной тенью» удивительных снимков, сделанных крупными наземными обсерваториями или телескопом Hubble. Абсолютное большинство туманностей и галактик будут казаться серыми, поскольку при слабом световом потоке мы не видим цвета.

Вид Туманности Андромеды в бинокль с большим полем зрения

Но и среди этого разнообразия любители могут найти свое «поле деятельности». По всему миру миллионы людей каждую ночь наблюдают переменные звезды, оценивают их блеск и посылают полученные результаты для централизованной обработки. Зачастую такая помощь со стороны любителей позволяет ученым делать важные открытия. Это же касается новых и сверхновых звезд (последние сейчас взрываются только в других галактиках — в пределах Млечного Пути «наиболее поздняя» сверхновая была видна в далеком 1604 году). Требования к инструментам здесь вполне понятны: чем слабее выбранный для изучения объект — тем большим должен быть диаметр телескопа, чтобы его увидеть.

Любительское астрофото звездного скопления Стожары (Плеяды, М45)

В целом же «путешествия по далекому космосу» доставляют в основном эстетическое удовольствие, позволяя нам увидеть газово-пылевые облака, где рождаются звезды (так же в похожей «колыбели» более 4,5 млрд лет назад родилась наша Солнечная система) либо далекие галактики, которые мы благодаря ограничениям скорости света видим такими, какими они были десятки или сотни миллионов лет назад. Также следует ознакомиться с каталогом туманных объектов Шарля Мессье и наиболее примечательными позициями Нового общего каталога NGC — тогда вам будет легче находить сокровища звездного неба и знакомить с ними других.

«Вооружение глаза»

Из всего вышесказанного несложно понять, что выбор телескопа для любителя астрономии напрямую зависит от выбранной «специализации», которая, в свою очередь, связана с возможностью регулярных выездов в темные местности и вообще с астроклиматом места жительства. Смотреть на Луну и планеты можно даже в больших городах, и количество увиденного зависит только от доступных инструментов. С другой стороны, любоваться «звездными полями», туманностями, кометами лучше подальше от крупных населенных пунктов, и часто при таких наблюдениях даже небольшой телескоп позволяет получить важные научные результаты.

Для разных типов астрономических наблюдений можно использовать бинокли и телескопы. Источник: iStockphoto/Getty Images

Тут следует уточнить, какие телескопы принято считать «малыми», а какие — «большими» либо «средними». В начале века, когда коммерчески доступным у нас фактически был только советский рефлектор «Мицар» с апертурой 114 мм, его уже причисляли к категории «больших». Теперь ситуация кардинально изменилась, и пределы «величия» сильно двинулись в сторону увеличения. Сейчас единодушного мнения относительно этого размежевания нет, но в первом приближении телескопы с диаметром объективов менее 100 мм относятся к малым, в диапазоне 100-250 мм — к средним, свыше 250 мм (10 дюймов) — к большим.

Диаметр объектива тут упоминается постоянно, поскольку эта величина определяет все остальные характеристики телескопа — максимально возможное увеличение и проницающая способность, то есть блеск наиболее слабых звезд, которые можно увидеть в него при наилучших условиях наблюдений. Для телескопов-рефлекторов, объективами которых являются параболические зеркала, наибольшую кратность можно рассчитать, умножив диаметр входного отверстия примерно на полтора, то есть 114-миллиметровый инструмент «выдержит» увеличение в 170 раз без существенной потери качества изображения. Такое увеличение достигается с помощью соответствующего окуляра, параметры которого рассчитываются, исходя из фокусного расстояния первичного зеркала или всей оптической системы (если вторичное зеркало имеет форму, отличающуюся от плоской).

Большие туманности, звездные скопления, длинные хвосты комет следует смотреть в большие телескопы, но с наименьшей кратностью, чтобы получить максимально широкое поле зрения. Ее можно определить, разделив диаметр объектива на размер человеческого зрачка в темноте (в среднем 6 мм). Следовательно, тот же самый 114-миллиметровый рефлектор лучше всего будет «работать» с такими объектами при увеличении всего 20 крат.

Впрочем, как уже было сказано, прежде чем купить большой дорогостоящий инструмент, необходимо определиться со своей «астрономической специализацией» и местом наблюдений. Обидно будет, если мощный телескоп из-за невозможности регулярных выездов в темные местности получит «постоянную прописку» на балконе городской квартиры, используясь лишь для того, чтобы изредка посмотреть на Луну или яркие планеты.

Отдельно стоит сказать об астрофотографии. Практически у всех, кто впервые смотрит в окуляр телескопа, возникает желание оставить изображение «на память» (тем более, что фотоаппараты сейчас имеются почти в каждом телефоне). Конечно, такие любительские снимки можно только приветствовать. Но по своему качеству они сильно уступают фотографиям небесных тел, полученным с помощью соответствующего оборудования и при наличии элементарного опыта. Астрофотография требует значительно больших финансовых вложений и временных затрат, чем визуальная любительская астрономия, и здесь уже не обойтись без помощи тех, кто уже чего-то достиг в этом деле. Во любом случае, желаем вам получить как можно больше положительных эмоций от знакомства с небесными телами и явлениями, увиденными собственными глазами!

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine