Найближчими днями відбудеться досить рідкісна подія – велике протистояння Марса. Приблизно кожні два роки та два місяці найближча зовнішня планета проходить поблизу продовження умовної прямої, що проходить через Сонце та Землю, і цілком логічно виявляється від нас на досить близькій відстані. Однак, оскільки форма марсіанської орбіти помітно відрізняється від кругової, ця відстань щоразу виявляється іншою.
Найменшим воно буває, коли протистояння відбуваються в інтервалі з другої половини липня до вересня – тоді Марс може підходити до нас менш ніж на 0,4 астрономічної одиниці (приблизно 60 млн км). Такі зближення відбуваються раз на 15-17 років і називаються великими протистояннями.
У ході попереднього великого протистояння, що мав місце 28 серпня 2003, Червона планета зблизилася з Землею до 0,3729 а.о. (55,79 млн км) – так близько вона не підходила до нас протягом останніх 63 тис. років. Цей рекорд буде побитий порівняно скоро (за астрономічними мірками) – у серпні 2287 р. У поточному році власне протистояння відбудеться 27 липня, а через три доби відбудеться найбільше зближення з Марсом, коли відстань до нього становитиме 0,385 а.о. (57,6 млн км).
Марс відіграв важливу роль історії цивілізації. Він став важливим «персонажем» вірувань та міфології стародавніх народів. На честь нього отримало своє ім’я одне з найбільших міст планети – Каїр. У стародавніх греків він мав назву Арес і був одним із центральних персонажів пантеону, богом війни, сином головного бога Зевса та богині Гери. У Спарті йому навіть приносили жертву людей. Астрономічний символ планети — спис і щит — теж сягає тієї епохи. Римська міфологія шанувала Марс як найважливіше божество після Юпітера та захисника Риму.
Перші спостереження Марса були виконані ще давньоєгипетськими вченими в 1534 до н.е. Ними ж був помічений ретроградний (поп’ятний) рух планети та розрахована його траєкторія разом із точкою, де вона змінює напрямок свого руху серед зір. Вавилонські астрономи вперше здійснили вимірювання положень Марса на нічному небі. Користуючись даними єгиптян та вавилонян, давньогрецькі філософи та астрономи розробили докладну геоцентричну модель світу, яка пояснювала видимі «петлеподібні» траєкторії планет. Однак теорії прийнятної точності створити не вдавалося доти, поки за справу не взявся великий Йоган Кеплер (Johann Kepler), який на той час остаточно віддав свої переваги геліоцентричній системі. Завдяки обробці найточніших на той момент позиційних спостережень Марса, виконаних його вчителем Тихо Браге (Tycho Brahe), знаменитий німецький астроном сформулював три закони руху планет, що стали основою небесної механіки — зокрема, він постулював еліптичність планетних орбіт.
Якісно новий період у дослідженнях Марса пов’язаний з удосконаленням телескопів, внесок у який зробив італійський астроном і оптик Франческо Фонтана (Francesco Fontana). Свої астрономічні спостереження він почав у 1629 р. Дуже плідними для науки стали спостереження Червоної планети, проведені ним у 1636-1639 рр. Завдяки високій якості своїх інструментів ученому вдалося помітити плями на її диску і, стежачи за їх зсувом, висунути ідею про її обертання навколо осі. На малюнках Фонтану Марс має кулясту форму, але деталі його поверхні астроном зобразив неправильно.
Основний масив своїх спостережень Франческо Фонтана виклав у виданій ним у 1646 р. книзі Novae coelestium, terrestrium que rerum observationes – “Нові спостереження земних і небесних речей”, що стала першою ілюстрованою книгою в телескопічну епоху. Ця книга, що містила мінімум тексту та безліч малюнків, дала початок новому поколінню астрономічної літератури.
Значний внесок у вивчення планети зробив голландець Християн Гюйгенс (Christiaan Huygens), який також побачив на її диску плями та темні лінії. Він визначив, що період обертання Марса навколо осі становить близько 24 годин.
Англійський астроном Вільям Гершель (William Herschel) встановив наявність на Марсі зміни пір року. Він також зробив першу оцінку його діаметра, що дорівнює, за його даними, 0,55 діаметра Землі. Гершель був упевнений в існуванні у планети атмосфери, оскільки він спостерігав на марсіанському диску мінливі плями, вважаючи їх хмарами.
Після винаходи телескопа майже кожне велике протистояння Марса було відзначено якимось пов’язаним із ним науковим відкриттям. Одним із найзнаменитіших вважається протистояння серпня 1877 р., коли американський астроном Асаф Холл (Asaph Hall) відкрив два марсіанські супутники – Фобос і Деймос. Цікаво, що припущення про їхнє існування висловлювалися і раніше: наприклад, в опублікованих в 1727 «Подорожі Гулівера» ірландський письменник Джонатан Свіфт (Jonathan Swift) описав два маленькі супутники Марса. Аналогічне пророцтво зробив у 1750 р. Вольтер у своєму романі «Мікромегас».
Відстань Фобоса і Деймоса від центру Марса дорівнює відповідно 2,76 і 6,9 радіуса планети (радіус орбіти Фобоса в 40 разів менше середнього радіуса місячної орбіти), а їх періоди обертання становлять 7 годин 39 хвилин і 30 годин 18 хвилин — це не дуже відрізняється від значень, «передбачених» Свіфтом. Ці місяці дуже оригінально поводяться з погляду спостерігачів, що знаходяться на поверхні планети: Фобос за одну місцеву добу встигає зробити три оберти навколо Марса, сходячи на заході та заходячи на сході, а Деймос, зійшовши на сході, знаходиться над горизонтом близько 65 годин, тобто понад 2,5 марсіанської доби. Орбіти обох супутників дуже близькі до кругових і лежать у площині планетного екватора.
У теж протистояння 1877 р. італійський астроном Джованні Скіапареллі помітив тонкі прямі лінії на поверхні планети, які він назвав каналами. Американський астроном Персіваль Лоуелл навіть побудував для цієї мети цілу обсерваторію і наполегливо відстоював теорію, що на Марсі існує високорозвинена цивілізація, яка бореться із посухою, споруджуючи іригаційні системи. До середини XX століття великі телескопи, а пізніше міжпланетні апарати розвіяли ці помилки.
Практичні спостереження
В епохи протистоянь (званих також опозиціями) видимий діаметр Марса має найбільше значення і може перевищувати 25 кутових секунд. У липні — серпні нинішнього року обставини для спостережень не настільки сприятливі, особливо в наших широтах. У день максимального зближення розмір диска планети становитиме 24,3 секунди, а її видимий блиск досягне -2,8 м. Проте спостереженню заважатиме невелика висота об’єкта над горизонтом: наприклад, у Києві вона лише трохи перевищить 14° навіть у момент верхньої кульмінації. Південні райони України у цьому сенсі мають помітну перевагу.
Говорячи про спостереження Марса за допомогою аматорських інструментів, слід зазначити, що для більш-менш серйозних результатів необхідний телескоп з діаметром об’єктива не менше 8 см. Звичайно, Гюйгенс зробив свої відкриття за допомогою лише 5-сантиметрового рефрактора зі збільшенням близько 50 крат, але в наш час любителі можуть розраховувати на більше, їм доступні апертури близько 15-20 см зі значно кращою якістю оптики, що дозволяє застосовувати навіть трьохсот кратні збільшення (такі телескопи дуже бажано встановлювати на установку з годинниковим веденням). Єдиним «обмежувачем» стає стабільність земної атмосфери, а також просто повітряні потоки, що йдуть від нагрітої за день земної поверхні, тому для встановлення телескопа слід уникати асфальтованих і бетонних ділянок, і в жодному разі не спостерігати з вікна або балкону будинку.
Той, хто вперше бачить Марс у телескоп, часто спочатку виявляється розчарованим його крихітним диском (при 70-кратному збільшенні він матиме приблизно такий самий розмір, як Місяць, видимий неозброєним оком) з декількома розмитими коричневими плямами. За контрастністю вони нагадують місячні моря. Втім, через кілька хвилин око звикне і почне вловлювати нові деталі поверхні. За 200-кратного збільшення в моменти порівняно стабільної атмосфери їх вже буде досить багато. На жаль, іноді в епохи проходження Марсом перигелію там починаються потужні пилові бурі, що часом охоплюють всю планету. Дрібні пилові частинки, підняті сильними вітрами, не осідають протягом декількох тижнів. Не стало винятком і нинішнє протистояння: глобальна буря вирує на Червоній планеті вже другий місяць. Над майже однорідною світло-оранжевою пеленою проступають лише верхівки найвищих марсіанських вулканів (їх можна побачити лише за допомогою космічного телескопа Hubble). Майже недоступна спостереженню навіть яскрава південна полярна шапка, в цей час повернена до Землі.
Любителі астрономії мають можливість також спостерігати марсіанські хмари та тумани. Хмари мають форму білих плям, що досить різко відрізняються за кольором від поверхні. Вони утворюються внаслідок сублімації льоду полярних шапок у теплі сезони. Тому їх слід шукати неподалік полюсів. Тумани краще помітні в області термінатора (лінії, що відокремлює неосвітлений бік планети від освітленої). Це так звані ранкові та вечірні тумани, що іноді повністю огортають марсіанський лімб. Вони складаються з дрібного пилу, кристалів водяного льоду та твердого вуглекислого газу. Колір і щільність туману свідчать про глобальні зміни марсіанської погоди, а також наявність піщаних бур на зворотному боці планети.
Астрономи часто використовують під час спостережень Марса різні світлофільтри, що підвищують контрастність певних деталей. Хмари, що знаходяться на значній висоті, доцільно спостерігати з фіолетовим, на середніх висотах – із синім, а на невеликих – із зеленим або жовтим фільтром. Власне, марсіанську поверхню краще вивчати з помаранчевим або червоним фільтром (вони допомагають розглянути дрібніші поверхневі деталі, у тому числі межі регіонів піщаних бур). Для вивчення туманів використовують синій та зелений фільтри. У нормальних умовах атмосфера Марса непрозора у фіолетовій та ультрафіолетовій частині спектру (на довжинах хвиль від 425 до 455 нм). Але з невідомих причин у деякі моменти саме ці фільтри демонструють найцікавіші подробиці.
Власники великих телескопів спробують розглянути супутники Марса. Попри те, що у протистояннях вони мають блиск трохи вище 12-ї зоряної величини, побачити їх непросто. Світловий потік від планети виявляється настільки інтенсивним, що в ореолі навколо неї безнадійно «тонуть» усі слабкі об’єкти. Але якщо ви все-таки вирішили повторити подвиг Асафа Холла і знайти марсіанські місяці (вважається, що помітити Деймос трохи простіше завдяки більшій відстані від Марса), краще скористатися хитрістю, вивести яскраву планету за межі поля зору. Для цього скористайтесь окуляром із невеликим кутом огляду. Потім заздалегідь визначте час, коли супутники будуть максимально віддалені від центрального тіла (у східній або західній елонгації). Таку інформацію можна отримати за допомогою електронних програм-планетаріїв. У потрібний час направте телескоп на Марс і обережно «відведіть» його з поля зору, щоб його світло не заважало спостереженням. Після того, як вам вдасться побачити Фобос і Деймос, спробуйте повернути планету в поле, може статися так, що супутники після цього “не пропадуть”.
Вдалих вам спостережень Червоної планети!
