101 ключевая идея: Астрономия

испускать облака светящегося газа и пыли, которые образуют видимый хвост кометы, направленный в сторону, противоположную Солнцу.

Период обращения долгопериодических комет вокруг Солнца составляет сотни тысяч лет. В 1997 г. комета Хейла — Боппа вернулась в Солнечную систему после путешествия, продолжавшегося несколько тысяч лет, в течение которого она удалилась на огромное расстояние за орбиту Плутона. В период максимальной яркости комета Хейла — Боппа была легко различима в ночном небе даже перед закатом и вскоре после восхода Солнца. Считается, что долгопериодические кометы образуются в Облаке Оорта,[10] собрании небесных тел, вращающихся по орбите вокруг Солнца на расстоянии примерно одного светового года. Близкопроходящая звезда может притянуть объект из Облака Оорта и перевести его на эллиптическую орбиту вокруг Солнца, в результате чего он становится долгопериодической кометой.

Период обращения короткопериодических комет составляет не более 100 лет. Комета Галлея возвращается в Солнечную систему примерно раз в 76 лет. Подробные наблюдения этой кометы были проведены с помощью автоматического космического зонда 'Джотто' в 1985 г., когда она вернулась во внутреннюю часть Солнечной системы. Эти наблюдения заставили астрономов отказаться от модели 'грязного снежка', как ранее именовались кометы, в пользу модели 'ореха в шоколаде', так как было обнаружено, что из-под гладкой и темной поверхности кометы вырываются реактивные струи газа, образуемые в результате сильного внутреннего давления под воздействием солнечного тепла. Возможно, короткопериодические кометы некогда были долгопериодическими, переведенными на более короткую орбиту притяжением Юпитера при прохождении через Солнечную систему. С другой стороны, они могли возникнуть в поясе астероидов, состоящем из тысяч каменных обломков и расположенном на одной плоскости с эклиптикой. Это так называемый пояс Койпера, вращающийся вокруг Солнца за орбитой Плутона.

См. также статьи 'Астероиды', 'Орбиты планет'.

КОПЕРНИК

Коперник восстановил гелиоцентрическую модель Вселенной, которая впервые была предложена Аристархом Самосским[11] почти за 2000 лет до Коперника, но спустя 100 лет отвергнута в пользу геоцентрической модели Птолемея. Птолемей изобрел свою модель для объяснения путей движения планет через созвездия. Согласно Птолемею, Солнце вращается вокруг Земли, а планеты движутся по окружностям, или эпициклам, с центрами, которые в свою очередь перемещаются вокруг Земли, неподвижно закрепленной в центре небесной сферы. Эта модель годилась для предсказания маршрутов планет через созвездия и снискала благосклонность у церкви, поскольку соответствовала идее, что человечество занимает особое место во Вселенной.

Коперник родился в Польше в 1472 году и еще в юности начал проявлять интерес к разным наукам. К тому времени птолемеевская модель Вселенной стала очень усложненной. В XV веке для объяснения движения светил требовалось не менее 80 сфер. В течение многих лет Коперник изучал причины, по которым были отвергнуты другие модели, альтернативные птолемеевской. Он реконструировал модель Птолемея, и в конечном счете обнаружил, что ее можно упростить до набора концентрических колец вокруг Солнца, представляющих орбиты планет. Он опасался, что его революционные идеи встретят насмешку у современников, и не публиковал результаты своей работы почти до самой смерти. Исследования Коперника в течение многих лет оставались почти незамеченными, так как он представил их в виде математического решения, а не новой научной теории. Однако в 1600 году Джордано Бруно был сожжен на костре по приговору суда инквизиции за то, что он воспользовался моделью Коперника для поддержки своей теории о безграничности физической Вселенной и отсутствии рая за пределами твердой небесной сферы. Таким образом, Джордано Бруно привлек внимание к модели Коперника через 60 лет после его смерти (в 1543 году). Впоследствии Галилео Галилей обнаружил астрономические доказательства в поддержку модели Коперника, и католическая церковь была вынуждена признать ее в 1822 году, спустя долгое время после того, как она была принята в научном сообществе.

См. также статьи 'Планетарная модель Птолемея', 'Галилей'.

КОСМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП 'ХАББЛ'

Космический телескоп 'Хаббл' представляет собой телескоп-рефлектор, вращающийся по земной орбите на высоте более 500 км. Он снабжен ПЗС[12] -камерой и другими инструментами, позволяющими вести наблюдения не только в видимом диапазоне, но и в инфракрасном и ультрафиолетовом. Космический телескоп 'Хаббл' был выведен на орбиту в 1990 году с помощью космического челнока. После того как на рефлекторе телескопа диаметром 2,4 м была установлена корректирующая оптика (в 1993 году), он позволил получить поразительные изображения многих космических объектов,[13] причем более четкие и яркие, чем полученные с помощью наземных телескопов.

Изображения объектов, наблюдаемых с помощью наземных телескопов, выглядят расплывчатыми из-за атмосферной рефракции, а также из-за дифракции в зеркале объектива. Телескоп 'Хаббл' позволяет вести более детальные наблюдения. Помимо других преимуществ, он не подвержен воздействию абсорбции света в земной атмосфере, поэтому воспринимает больше света, чем такой же телескоп на Земле. Большим сюрпризом для астрономов, использующих телескоп 'Хаббл', было открытие скоплений галактик в направлениях, которые ранее считались пустым космическим пространством.

С помощью космического телескопа 'Хаббл' астрономы смогли более точно измерить расстояния до звезд и галактик, уточнив связь между средней абсолютной величиной цефеид и периодом изменения их блеска. Эта связь затем использовалась для более точного определения расстояний до других галактик через наблюдение отдельных цефеид в этих галактиках.

Одним из первых экспериментов с космическим телескопом 'Хаббл' было наблюдение отдельных цефеид в спиральной галактике М100, имевшей известную величину красного смещения, в соответствии с которой ее скорость удаления составляла 1400 км/с. Было определено, что расстояние до М100 составляет 55 млн. световых лет, что давало значение постоянной Хаббла в 25 км/с на миллионов световых лет, с точностью до 20 %. Согласно этому наблюдению, возраст видимой Вселенной составил примерно 8 млрд. лет. Последующие наблюдения дали величину постоянной Хаббла в 20 км/с на миллион световых лет, что соответствует возрасту 12 млрд. лет.

См. также статьи 'Цефеиды', 'Галактики 1', 'Галактики 3', 'Телескопы 1'.

КОСМИЧЕСКОЕ МИКРОВОЛНОВОЕ ФОНОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Микроволновое излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны от 1 до 100 мм. Микроволновое фоновое излучение, приходящее к нам из космоса со всех сторон, было обнаружено американскими учеными Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном в 1965 году во время испытаний воздушной системы, предназначенной для приема радиосигналов с длиной волны 74 мм со спутника. В ходе дальнейших исследований было установлено, что это фоновое излучение обладает таким же распределением энергии, как излучение от объекта с фоновой температурой 2,7К, то есть его спектр близок к спектру абсолютно черного тела.

Микроволновое фоновое излучение испускалось веществом на ранних стадиях образования Вселенной после Большого Взрыва.[14]