101 ключевая идея: Астрономия - Брейтот Джим - Страница 16

Что же заставляет звезду вести себя подобным образом? Одной из возможных причин считается "перетягивание" вещества белым карликом от другой звезды — его спутницы в двойной системе. Белый карлик представляет собой очень горячую коллапсирующую звезду, близкую к концу своего существования. Его гравитационное воздействие на менее плотное вещество обычной звезды бывает достаточно сильным для втягивания вещества в себя. Это дополнительное вещество питает белый карлик, вызывая сильный перегрев его внешних слоев, после чего следует мощная вспышка света с выбросом накопленного вещества. Наблюдались новые звезды, которые вспыхивали дважды. В 1946 году звезда Т Северной Короны повторила свою вспышку 1866 года, когда ее яркость возросла на 7 звездных величин и достигла второй величины.

Сверхновая типа Ia представляет собой гораздо более драматическое событие, когда белый карлик притягивает так много вещества от другой звезды в двойной системе, что взрывается из-за сильнейшего перегрева.

См. также статьи "Звездная величина", "Спектр оптический", "Сверхновая", "Белый карлик".

НЬЮТОН

Сэр Исаак Ньютон родился в 1642 году, в год смерти Галилея. Его родиной было местечко Вулсторп близ городка Грэнтем в графстве Линкольншир. Отец мальчика умер еще до его рождения, и после того, как его мать снова вышла замуж, Исаак воспитывался у деда. Его послали учиться в местную приходскую школу, а в 1661 году он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. В период между 1665 и 1666 годами Ньютон жил дома, потому что университет был закрыт из-за Великой чумы; за эти два года он сформулировал математические теоремы и физические теории, включая закон всемирного тяготения, который произвел революцию в физике и математике. В 1667 году Ньютон вернулся в Кембридж и два года спустя в возрасте 26 лет получил кафедру физики и математики в том же колледже Святой Троицы Кембриджа, так называемую люкасовскую кафедру, которую занимал до 1701 года.

В широкий круг научных интересов Ньютона наряду с физикой и математикой входили астрономия, химия и оптика. Математические и физические теории Ньютона нашли отражение в его величайшем труде "Начала", [23]в котором он показал, что три закона движения и закон всемирного тяготения достаточны для объяснения природы движения любой системы тел.

Он раз и навсегда доказал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, объяснил законы Кеплера и Галилея. Пользуясь законом всемирного тяготения, Ньютон мог объяснять и предсказывать такие феномены, как кометы, затмения и приливы. Его идеи обеспечили науку руководящими принципами на следующие два столетия, пока Эйнштейн не доказал, что пространство и время взаимозависимы.

После публикации "Начал" в 1687 году Ньютон стал ведущим ученым своего поколения, хотя не уклонился от ожесточенной дискуссии с Лейбницем, который утверждал, что первым изобрел дифференциальное исчисление. В университете карьера Ньютона не получила должного развития, так как он принадлежал к унитарной церкви и не верил в Святую Троицу. В 1695 году Ньютон был назначен смотрителем, а в 1699 году — директором Монетного двора, где посвятил свои таланты проведению денежной реформы. Научные заслуги Ньютона были признаны в 1703 году, когда он был избран президентом Лондонского королевского общества и возведен в рыцарское достоинство. [24]

См. также статьи "Галилей", "Законы Кеплера", "Закон тяготения Ньютона".

ОКУЛЯР

Окуляр, одна из основных частей визуального телескопа, предназначен для того, чтобы направлять свет, попадающий на линзы телескопа от отдаленного объекта, в глаз наблюдателя, а также позволять наблюдателю видеть увеличенный образ объекта, сформированный объективом.

Увеличивающая сила телескопа равна отношению фокусной длины объектива к фокусной длине окуляра. Чем короче фокусная длина окуляра, тем выше сила увеличения телескопа. Ее можно изменять, пользуясь окулярами с разным фокусным расстоянием. Это полезно при наблюдении Луны или планет, так как они не являются точечными объектами и при наблюдении в телескоп кажутся крупнее. Поскольку при возрастании силы увеличения поле зрения уменьшается, маломощными окулярами пользуются для общих наблюдений, где желательно иметь широкое поле зрения. Когда определено местоположение интересующего объекта (например, планеты), для наблюдения более подробного изображения можно поставить более мощный окуляр.

Диаметр линзы окуляра обычно немного превосходит 8 мм, что примерно равно диаметру зрачка человеческого глаза в темноте. [25]Свет от отдаленного объекта попадает в телескоп и проходит через окуляр, достигая глаза наблюдателя. Окуляр обычно представляет собой сочетание двух линз, расположенных на расстоянии немного меньшем или равном среднему двух фокусных расстояний. Такое расположение устраняет хроматическую аберрацию — разделение белого света на цвета спектра, которое искажает наблюдаемый образ. Высококачественные окуляры также устраняют сферическую аберрацию, искажение образа, вызванное тем, что внешняя часть линзы фокусирует цвет немного иначе, чем центральная часть.

Телескоп, снабженный фотоаппаратом, позволяет получать образы с длительной экспозицией и наблюдать объекты, слишком слабые для непосредственного визуального наблюдения в телескоп. Для создания реального образа на фотопленке положение окуляра регулируется.

См. также статьи "Увеличение", "Телескопы".

ОРБИТЫ ПЛАНЕТ

Орбитой планеты называется ее путь вокруг Солнца. Планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости друг с другом. Сила тяготения заставляет планету или комету вращаться вокруг Солнца по одной и той же орбите. В целом орбиты планет и комет имеют эллиптическую форму, где Солнце расположено в одной из двух фокальных точек эллипса. Впервые этот факт был установлен в XVI веке в результате наблюдений Иоганна Кеплера. К счастью, орбита Земли имеет почти круглую форму; в противном случае наша планета испытывала бы гораздо более резкие ежегодные колебания температур. Плутон вращается по сильно эллиптической орбите, которая в течение определенного времени выводит его ближе к Солнцу, чем соседнюю планету Нептун. (На рисунке показано, как нарисовать эллипс.)

Орбита планеты характеризуется главным образом ее средним радиусом и периодом обращения. Средний радиус составляет среднюю арифметическую величину между максимальным и минимальным диаметром орбиты. Период обращения планеты — это время, которое требуется для того, чтобы она совершила полный оборот вокруг Солнца. Чем дальше планета находится от Солнца, тем продолжительнее период обращения. На основании наблюдений Кеплер пришел к выводу, что квадрат периода обращения планеты пропорционален кубу среднего радиуса ее орбиты. Эта формулировка известна как третий закон Кеплера. К примеру, Сатурн имеет период обращения 29,4 года и средний радиус орбиты в 9,5 раз больше, чем у Земли. Вы можете сами проверить, что 29,4 2= 9,5 3с точностью до 1 %. Третий закон Кеплера можно объяснить, пользуясь ньютоновским законом тяготения и законами движения.

См. также статьи "Законы Кеплера", "Планеты".

ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ

Переменной называется звезда, блеск которой претерпевает регулярные изменения. Двойная звезда затменно-переменного типа временно изменяет свой блеск каждый раз, когда один из ее компонентов затмевает другой.