Почему обсерватории стоят высоко в горах. Где и как в россии изучают небо

Обсерватория - это научное учреждение, в котором сотрудники - учёные разных специальностей - наблюдают за природными явлениями, анализируют наблюдения, на их основе продолжают изучать то, что происходит в природе.


Особенно распространены астрономические обсерватории: их мы и представляем обычно, когда слышим это слово. В них исследуют звёзды, планеты, крупные звёздные скопления, прочие космические объекты.

Но есть и другие виды этих учреждений:

— геофизические - для исследования атмосферы, полярного сияния, магнитосферы Земли, свойств горных пород, состояния земной коры в сейсмоактивных регионах и других подобных вопросов и объектов;

— авроральные - для изучения полярного сияния;

— сейсмические - для постоянной и детальной регистрации всех колебаний земной коры и их изучения;

— метеорологические - для изучения погодных условий и выявления погодных закономерностей;

— обсерватории космических лучей и ряд других.

Где строят обсерватории?

Обсерватории строят в тех местностях, которые дают учёным максимум материала для исследований.


Метеорологические - по всем уголкам Земли; астрономические - в горах (там воздух чистый, сухой, не «ослеплён» городским освещением), радиообсерватории - на дне глубоких долин, недоступных искусственным радиопомехам.

Астрономические обсерватории

Астрономические - самый древний вид обсерваторий. Астрономами в древности были жрецы, они вели календарь, изучали перемещение и Солнца по небосводу, занимались предсказаниями событий, судеб людей в зависимости от соположения небесных тел. Это были астрологи - люди, которых боялись даже самые свирепые правители.

Древние обсерватории располагались обычно в верхних комнатах башен. Инструментами служили прямая планка, оснащённая скользящим визиром.

Великим астрономом древности стал Птолемей, который собрал в Александрийской библиотеке огромное число астрономических свидетельств, записей, сформировал каталог положений и силы блеска для 1022 звёзд; изобрёл математическую теорию перемещения планет и составил таблицы движения - этими таблицами учёные пользовались более 1 000 лет!

В Средневековье обсерватории особенно активно строят на Востоке. Известна гигантская самаркандская обсерватория, где Улугбек - потомок легендарного Тимура-Тамерлана - вёл наблюдения за перемещением Солнца, описывая его с небывалой до того точностью. Обсерватория радиусом 40 м имела вид секстанта-траншеи с ориентацией на юг и отделкой мрамором.

Величайшим астрономом европейского средневековья, перевернувшим мир почти буквально, стали Николай Коперник, который Солнце «переместил» в центр мироздания вместо Земли и предложил считать Землю ещё одной планетой.

А одной из самых продвинутых обсерваторий был Ураниборг, или Небесный замок, - владение Тихо Браге, датского придворного астронома. Обсерватория была оснащена лучшим, самым точным на то время инструментом, имела собственные мастерские по изготовлению инструмента, химическую лабораторию, хранилище книг и документов и даже печатный станок для собственных нужд и бумажную мельницу для производства бумаги - роскошь по тем временам королевская!

В 1609 году появился первый телескоп - главный инструмент любой астрономической обсерватории. Создателем его стал Галилей. Это был телескоп-рефлектор: лучи в нём преломлялись, проходя сквозь ряд стеклянных линз.

Усовершенствовал телескоп Кеплер: в его приборе изображение было перевёрнутым, но более качественным. Эта особенность стала в итоге стандартной для телескопических приборов.

В XVII веке, с развитием мореплавания, начали появляться государственные обсерватории - парижская Королевская, Королевская Гринвичская, обсерватории в Польше, Дании, Швеции. Революционным последствием их строительства и деятельности стало введение стандарта времени: его теперь регламентировали световыми сигналами, а потом - с помощью телеграфа, радио.

В 1839 году была открыта Пулковская обсерватория (Санкт-Петербург), ставшая одной из самых известных в мире. Сегодня в России действует более 60 обсерваторий. Одна из самых больших в международном масштабе - Пущинская радиоастрономическая обсерватория, созданная в 1956 году.

В Звенигородской обсерватории (в 12 км от Звенигорода) работает единственная в мире камера ВАУ, способная осуществлять массовые наблюдения за геостанционными спутниками. В 2014 году МГУ открыл обсерваторию на горе Шаджатмаз (Карачаево-Черкессия), где установили самый большой для России современный телескоп, диаметр которого равен 2,5 м.

Лучшие современные зарубежные обсерватории

Мауна-кеа - находится на Большом гавайском острове, имеет самый большой на Земле арсенал высокоточного оборудования.

Комплекс VLT («огромный телескоп») - расположен в Чили, в «пустыне телескопов» Атакама.


Йеркская обсерватория в Соединённых Штатах - «место зарождения астрофизики».

Обсерватория ORM (Канарские острова) - имеет оптический телескоп с наибольшей апертурой (способностью собирать свет).

Аресибо - находится в Пуэрто-Рико и владеет радиотелескопом (305 м) с одной из самых больших в мире апертур.

Обсерватория университета Токио (Атакама) - самая высокая на Земле, находится у вершины горы Серро-Чайнантор.

– одно из необычайных мест на земле. Здесь, рядом с
обсерваторией, видишь древние аланские храмы, а среди гор Кавказа
расположился совершенно модернистский поселок, где концентрация кандидатов и докторов наук на единицу населения приводит в изумление.

О жизни в Архызе, истории Специальной астрофизической обсерватории и о том, как быть женой астронома, рассказала нам научный сотрудник САО Лариса Бычкова.

Создание Большого Телескопа Азимутального стало революцией в телескопостроении

– Расскажите об истории вашей обсерватории.

– Специальная астрофизическая обсерватория (САО) была создана в 1966 году. Был директор Иван Михеевич Копылов и несколько сотрудников, но все еще предстояло строить.

За 10 лет был создан телескоп БТА (Большой Телескоп Азимутальный). Его построили на Ленинградском оптико-механическом объединении (ЛОМО), главным конструктором был Баграт Константинович Иоаннисиани.

Также на заводе оптического стекла в Лыткарино сделали зеркало, главный элемент любого телескопа. Его диаметр составил 6 м.

Проложили дорогу к месту установки телескопа и построили поселок астрономов Нижний Архыз (его местное название – Буково).

С 1976 года на БТА начались и продолжаются по сей день регулярные наблюдения. При хорошей погоде они проходят каждую ночь. Почти 20 лет БТА оставался самым большим телескопом в мире, а сейчас считается самым большим в России, Европе и Азии. Главное – то, что создание этого телескопа стало революцией в телескопостроении. Все последующие, более крупные телескопы с зеркалами 8 м, 10 м и др. построены на той же азимутальной установке.

В САО также расположен большой радиотелескоп РАТАН-600. Благодаря этому наша обсерватория является единственным в России крупным наблюдательным центром, оснащенным большими телескопами.

– Какие из наиболее известных ученых здесь работали и работают? Какие важные открытия были сделаны в вашей обсерватории?

– В ранние годы здесь работали Сергей Владимирович Рублев, Викторий Фавлович Шварцман. Очень многие сотрудники САО имеют мировую известность. Среди них один из создателей радиотелескопа академик Юрий Николаевич Парийский, нынешний директор члена-корр. РАН Юрий Юрьевич Балега, ведущие специалисты в области исследования физики галактик Виктор Леонидович Афанасьев, Игорь Дмитриевич Караченцев, в звездной тематике – Юрий Владимирович Глаголевский, Сергей Николаевич Фабрика, Владимир Евгеньевич Панчук.

В САО получено много значительных научных результатов. Ежегодно мы отправляем в Академию Наук список важнейших достижений. К примеру, в 2006 году было установлено, что среди звезд из окрестностей Солнца с помощью интерферометрии на БТА обнаружено 30 новых двойных систем с быстрым орбитальным движением, компонентами которых являются звезды очень малых масс и коричневые карлики (промежуточные объекты между звездами и планетами).

В 2008 году в двух внешних галактиках обнаружены новые яркие голубые переменные звезды (LBV). Это наиболее массивные звезды на конечной стадии эволюции перед вспышкой сверхновой. Также с помощью широкопольной камеры высокого временного разрешения TORTORA была зарегистрирована и детально исследована оптическая вспышка, сопровождающая всплеск излучения в гамма-диапазоне у объекта GRB080319B. Эта вспышка – самая яркая из до сих пор зафиксированных. Впервые невооруженный человеческий глаз мог видеть излучение, пришедшее столь издалека, оно шло 8 млрд лет.

Еще раньше на близких внегалактических расстояниях в десятки млн световых лет астрономами САО была построена четкая зависимость скорости разбегания галактик. Парадокс заключается в том, что не должно быть такой четкой зависимости. Индивидуальная скорость галактик близка к скорости разбегания. Упорядочивает зависимость так называемая темная энергия – сила, противодействующая всемирному тяготению.

В ближайшем столетии человечество может колонизировать некоторые планеты и спутники

– Какое сейчас время в науке? Ведь сделано уже столько открытий. Еще есть, что открывать?

– Время в науке сейчас сложное. Когда создавалась наша обсерватория, этим интересовалась вся страна – снимали фильмы, писали в газетах, многие члены правительства перебывали в САО. Мы были величайшей астрономической державой, и этим все гордились.

Сейчас мне иногда кажется, что руководство нашей страны вообще не знает о существовании БТА. И, естественно, весьма снижено финансирование на содержание телескопа и аппаратуры. Обсерватория всегда работала полноценно, даже в самые сложные 90-е годы. Но, например, зеркало за это время устарело и, конечно, нуждается в переполировке. С 2007 года этот вопрос решается, но он все еще не решен.

Интерес к науке снижен, в нашей стране особенно. Это печальный симптом. Наука работает на будущее. А снижение интереса к науке обрекает наших потомков на ряд проблем: сложно пользоваться знаниями, которые уже получены, и тем более сложно открывать или создавать что-то новое.

При этом в самой науке время очень интересное. Да, открытий сделано много. Но, наверное, времена интересных открытий никогда не могут кончиться. Каждый из специалистов выделил бы какие-то свои важные направления. Мне бы хотелось рассказать о своих.

Во-первых, это исследование ближайших планет и их спутников.

Благодаря развитию космонавтики и созданию различных космических телескопов получено много интересных сведений о планетах Солнечной системы.

Особый интерес вызывает Луна. Хорошо исследован Марс, благодаря космическим зондам, “гуляющим” по его поверхности.

Спутник Юпитера Европа покрыт водяным льдом, под которым предполагается наличие жидкой воды.

Похожая картина на Энцеладе, небольшом спутнике Сатурна. С помощью космического корабля “Кассини” и аппарата “Гюйгенс” хорошо исследован спутник Сатурна Титан. Он похож на нашу Землю в молодости, имеет плотную метановую атмосферу, метановые дожди и озера. Очень важно исследование ближайших планет и их спутников, так как, скорее всего, в ближайшем столетии может произойти колонизация и освоение этих космических тел человечеством.

Мы не можем быть одни во Вселенной

Еще одно интереснейшее направление – внесолнечные планеты (экзопланеты). На некоторых из них может существовать внеземная жизнь. Впервые в 1995 году была открыта планета рядом с другой звездой, 51 Peg. На сентябрь 2011 года было известно 1235 планет и планетных систем, расположенных рядом с другими звездами. Сейчас их известно порядка 3 тыс., но надо еще дополнительно проверить многие данные.

Большинство экзопланет имеют огромные массы (больше нашего Юпитера, тоже газовые гиганты), вращаются по вытянутым орбитам и находятся очень близко к своим звездам.

Такие планеты очень необычны, они дают совсем другое представление о строении и возникновении планетных систем. Однако с точки зрения поиска планет для обнаружения жизни они интереса не представляют. Но среди них найдены уже и скалистые планеты, сравнимые по массе с Землей. Некоторые имеют почти круговые орбиты, что повышает шансы на возникновение там жизни. Внесолнечные планеты найдены также в системе из двух звезд.

В 2009 г. был запущен космический телескоп “Кеплер” для поиска экзопланет. Результаты радуют. Мы не должны быть одни во Вселенной, потому что законы физики и химические элементы везде одни и те же, наше Солнце – обычная звезда, каких еще великое множество во Вселенной, рядом с другими звездами находим все новые и новые планеты. Все это подтверждает правильность наших размышлений на тему поиска жизни во Вселенной.

Но в космосе огромные расстояния – луч света со скоростью 300 000 км/с преодолевает их за годы, тысячи лет, миллиарды лет. Сложно общаться на таких расстояниях. (Улыбаясь)

И еще надо упомянуть тему “темной материи”. Недавно обнаружено, что все, что хоть как-то излучает в видимом свете, в радиодиапазоне, в ультрафиолете и других диапазонах – это всего лишь 5% вещества. Все остальное – невидимая, так называемая темная материя и темная энергия. Мы знаем, что она есть, имеем ряд гипотез и объяснений этих явлений, но до конца их природу не понимаем.

– Каковы основные направления астрономической науки в России сейчас?

– Они прежние: планеты Солнечной системы, физика звезд и галактик (огромных звездных систем), радиоастрономия, космология. К сожалению, мы сейчас имеем более слабую наблюдательную базу по сравнению с крупнейшими телескопами планеты. В мире построено много телескопов с зеркалами до 11 метров, есть проекты еще более крупных телескопов, но без участия нашей страны.

Многие молодые астрономы продолжают покидать Россию

– Каким Вы видите развитие астрономии в нашей стране? Что изменилось в науке за последние 20 лет?

– Развитие астрономии в нашей стране вижу немножко пессимистично. Но надеюсь, что БТА останется активно работающим телескопом. И всегда были и есть люди любознательные, увлеченные наукой, получением новых знаний. Хотя надо признать, что многие наши 30-40 летние коллеги, люди с развитым научным потенциалом, уехали заниматься астрономией в другие страны. И многие из талантливой молодежи не пришли работать в астрономию, опять же, из материальных соображений.

– Как складывается рабочий день астронома?

– Главное у астронома – наблюдения. Но они проходят по графику, который составляется на полгода. Это может быть две, пять, несколько ночей. А потом в кабинетных условиях ведется обработка наблюдений. Она может быть длительной, это зависит от количества полученного во время наблюдений материала, от числа сотрудников, от сложности задачи, от уровня специалистов.

Астрономы постоянно отслеживают, что нового есть в данном направлении, и регулярно знакомятся с новыми публикациями. Осмысливают и обсуждают полученные результаты со своими коллегами (непосредственными или находящимися в разных странах), выступают на семинарах и конференциях, готовят публикации по результатам своих наблюдений или расчетов. Это, собственно, и является результатом труда ученого.

– Можно ли сказать, что астроном – это творческая специальность?

– Астрономия – конечно, творческая работа, как и любая другая наука, потому что нет готового ответа и все базируется на новых исследованиях и выводах.

– Почему вы выбрали эту профессию?

– 11-летней девочкой я случайно прочитала брошюру профессора Куницкого “День и ночь. Времена года” и увлеклась, наверное, потому что я – романтик. Все мои коллеги – увлеченные наукой люди.

– Изменился ли статус ученого-астронома по сравнению с советским временем?

– Люди, далекие от науки, на нас смотрят с бОльшим изумлением (“И что, есть такая работа?”), с бОльшим недоверием (“Телескоп до сих пор работает? И там не торговый центр?), больше предполагают практически полезных результатов.

Видимо, можно сказать, что сейчас снижен как статус науки вообще, так и статус ученого, в том числе астронома. Еще бы отметила, что общество стало менее образованное, иногда даже дремучее.

Но есть и интересующиеся люди. По выходным у нас всегда проходят экскурсии на телескопе, и почти все выходят потрясенные и восхищенные. В летнее время на экскурсиях бывает 500-700 человек в день.

Сейчас мы ведем более “штучный” отбор студентов

– К вам регулярно приезжают на стажировку студенты. Как проходят занятия с ними? Многие ли из получивших эту специальность остаются в науке? Каким вам видится это “племя молодое, незнакомое”?

– В начале этого столетия у нас был очень большой поток студентов из МГУ, университетов Санкт-Петербурга, Казани, Ставрополя, Ростова, Таганрога, Долгопрудного и других, свыше 100 человек в год. С ними мы проводили дополнительные практические занятия и лекции, они участвовали в наблюдениях и обработке результатов, все были прикреплены к сотрудникам САО. Последние годы у нас проводится более “штучная” работа: мы делаем то же самое, но берем принципиально меньшее количество студентов. Это дает лучший результат.

Молодежь наша в большинстве своем увлеченная, талантливая, жаждущая заниматься наукой или прикладными сферами. Я их уважаю и верю в них. Уже можно многими гордиться и гордиться своим знакомством с ними. К сожалению, как я уже говорила, по материальным соображениям многие не могут себе позволить удовольствие заниматься наукой.

Например, из группы астрономов МГУ, где учился мой сын, смогли остаться в астрономии только четыре человека из 18. Из этих четырех два москвича. У них была лучшая материальная база, чем у остальных, которые приехали из провинции.

– Что бы вы изменили в преподавании астрономии, будь вы министром образования?

– Преподавание астрономии в университетах находится на хорошем уровне. А астрономию в школе сейчас вообще не преподают! Наши ведущие ученые неоднократно поднимали этот вопрос, но безрезультатно. Общество меркантильно: зачем учить астрономию, если ее не сдают!

По питерскому каналу шел замечательный курс доступной астрономии академика Анатолия Михайловича Черепащука, директора Астрономического Института при МГУ. Закрыли – низкий рейтинг. В советское время астрономическая программа по телевидению Чехословакии имела самый высокий рейтинг, выше всех музыкальных и ток-шоу. Зато околонаучных передач по ТВ множество, в самое “смотрибельное” время.

Ну, а если бы астрономию вернули в школьный курс, то я бы ввела эти уроки в восьмом классе, так как база необходимых знаний уже есть, а экзаменами ученики еще не перегружены, и сделала бы уроки на более популярном уровне.

Жены астрономов похожи на жен военных

– Вы не только астроном, но и жена астронома. Трудно ли ею быть?

– Непросто вообще женой быть.

Да, в астрономии есть ночные наблюдения, командировки, срочная нерегламентированная работа. Но это требует такого же доверия и понимания, как и у жены актера, например, учителя или водителя. Трудности жен астрономов немного похожи на проблемы жен военных: женщине далеко не всегда удается найти работу рядом с обсерваторией и реализоваться профессионально.

– Одинаково ли ведут себя в науке женщина-астроном и мужчина-астроном?

– Я бы сказала, что одинаково. Но женщинам труднее, как и во многих других сферах, особенно где творческий труд и необходимо неформальное отношение к работе. Потому что на женщине еще материнство и больший груз домашних дел.

– Что бы вы посоветовали девушкам, которые хотят поступать на астрономическое отделение?

– На астрономические отделения в первую очередь идут люди, увлеченные небом и физикой, независимо от пола. Пожелала бы удачи и успехов. Порадовалась бы, что они получат хорошие знания. Ну а дальше – как жизнь сложится. Знания и развитые мозги пригодятся в любой сфере.

Буково – поселок-дом

– Ваш поселок представляется чем-то необычным: оазис науки и культуры в горах. Как ощущают себя здесь люди по сравнению с теми, которые живут в столице? Часто ли у вас бывают крупные культурные или научные мероприятия? Не чувствуете ли вы здесь себя отрезанными от мира?

– Наш поселок действительно маленький и необычный. Здесь проживает меньше тысячи человек. Чистый и уютный, в долине среди гор. Моя дочь называла его поселком-домом: крыша – небо, стены – горы, внутри все свои.

Поселок дружный, всегда можно рассчитывать на помощь соседей. Есть все необходимое: школы – общеобразовательная с бассейном, музыкальная и художественная, садик, магазины, спортзал. Я знаю человек пять, которым здесь не нравится. Скучно бывает тем, кто без семьи или имеет случайную работу. Здесь живут и жители окрестных деревень, они воспринимают Буково очень спокойно. Живут и совершенно случайные люди по “дачному типу”. Для остальных это особое место. Все дети поселка любят его. Влюбляются все, кто хоть раз здесь бывал.

Есть сложности, связанные с удаленностью – не все купишь, сейчас нет аптеки, далеко вокзалы, мало рабочих мест и т.д. Здесь много хорошего (природа, воздух, вода и пр.), но главное достоинство поселка – уникальная человеческая среда.

Крупные научные мероприятия бывают несколько раз в год. Это всероссийские и международные астрономические конференции. Иногда здесь проводят свои конференции специалисты других областей. Больших культурных мероприятий практически не бывает. Но был, правда, всероссийский конкурс пианистов.

Зато в поселке достаточно часто проходят разнообразные выставки и концерты разных масштабов, кинопоказы. В городах всего этого гораздо больше, но у людей часто нет времени или сил наслаждаться этим, а у нас из-за более спокойного образа жизни культурные мероприятия реально доступны в повседневности.

Сотрудники обсерватории имеют много международных профессиональных контактов, часто выезжают в командировки в различные города нашей страны и за рубеж для наблюдений, обсуждений результатов, участия в конференциях, так что оторванности от мира нет.

Сложнее жить в поселке неработающим пенсионерам, пенсии в нашей стране небольшие, и куда-то выехать людям бывает трудно.

– Есть ли в поселке еще достопримечательности, кроме обсерватории?

– В километре от поселка в горах несколько лет назад была обнаружена наскальная икона – Лик Христа. Сейчас к ней проложили железную лестницу из 500 ступеней, теперь к ней могут подняться люди даже в слабой физической форме.

Наскальная икона - Лик Христа

На территории Нижнего Архыза также расположены самые старые в России православные храмы. Их возраст датируется десятым веком. Самый древний храм действующий. У нас часто бывают паломники.

Наличие храмов оживляет нашу жизнь. Например, доктор физико-математических наук Николай Александрович Тихонов очень увлекся историей этих мест, пишет статьи на археологическике темы, ездит на конференции.

В поселке также есть уникальный историко-археологический музей, обладающий крупнейшей коллекцией предметов обихода аланской культуры. Ведь поселок астрономов построен практически на месте столицы христианской епархии Аланского государства. В конце первого тысячелетия нашей эры территория этого государства охватывала почти весь Северный Кавказ. Алания была разрушена только татаро-монголами. Аланы приняли христианство примерно в 920-930 гг. нашей эры, до крещения Руси.

Приглашаю желающих полюбоваться красотами Архыза и побывать на экскурсии в обсерватории!

Телескоп Галилея произвел революцию в астрономии. В те времена еще ничего не было известно о существовании галактик, а ученые вели споры о том, является ли Земля центром мироздания. И большинство считало, что является, а Солнце, планеты и даже звезды – все космические объекты обращаются вокруг нашей планеты.

Телескоп Галилео Галилея

Используя телескоп, Галилей сделал ряд открытий, расширивших горизонты познания. Во-первых, он убедился, что Млечный Путь является бесчисленным скоплением невероятно далеких звезд. И тогда астрономы поняли, что Вселенная устроена гораздо сложнее, чем им представлялось.

Во-вторых, Галилей открыл на поверхности Луны сложный рельеф: горы, котловины, цирки и другие неровности. Это говорило о великом сходстве Земли и других небесных тел. Земля не центр Вселенной, она по своему облику подобна прочим космическим объектам: на небесных телах тоже есть скалы, равнины и овраги.

В-третьих, Галилей обнаружил четыре гигантских спутника Юпитера, позже получивших названия Ио, Ганимед, Европа и Каллисто (см. главу 3). Ученый наблюдал за их орбитальным движением и пришел к выводу, что именно так выглядит со стороны Солнечная система. Семейство Юпитера служило уменьшенной моделью мироздания: "царь планет" играл роль Солнца, а его спутники – планет, включая и Землю.

После этого исторического открытия астрономия постепенно отказалась от учения о Земле как центре Вселенной. А спустя около полувека французский физик Блез Паскаль (1623–1662) заявил о бесконечности Вселенной и отсутствии у нее центра.

Люди, не занимающиеся астрономией, считают, будто телескоп "приближает" к наблюдателям далекие объекты. Что же он делает в действительности? Оказывается, оптический телескоп ничего не приближает и даже не увеличивает. Его главное назначение сводится к сбору как можно большего количества лучистой энергии – как и у человеческого глаза.

Возможности глаза ограничены его скромными размерами. Например, диаметр нашего зрачка составляет максимум 7 мм. Ясно, что при таких размерах глаз не способен вместить в себя много света. Далекие и тусклые светила становятся для нас невидимыми. Но что если увеличить глаз до метра в поперечнике и сделать его зрачок диаметром около 20 см? А ведь именно такие размеры имеют небольшие телескопы. Даже сравнительно примитивный телескоп Галилея собирал света в 144 раза больше, чем человеческий глаз.

Телескоп собирает гораздо больше света и поэтому повышает яркость (блеск) тусклых объектов. Правильно измеренная яркость помогает точно установить светимость и цвет небесных тел. Кроме того, сильный телескоп позволяет получить подробные спектры светил и провести другие важные замеры, по которым ученые судят о природе звезд, планет и малых объектов.

Другим преимуществом телескопа перед глазом является то, что он обладает высокой разрешающей способностью , которую неправильно называют "увеличением". На самом деле разрешающая способность состоит в умении различить два дальних объекта, расположенных близко друг к другу. Открытие двойных звезд – типичный пример превосходства телескопических наблюдений. В двойных системах компоненты неразличимы невооруженным глазом. Телескоп не "приближает" двойную звезду, зато позволяет четко рассмотреть каждый из ее компонентов по отдельности.

Современный оптический телескоп – это сложнейшее техническое сооружение огромных размеров и колоссальной массы. Скажем, вес Зеленчукского телескопа составляет 850 тонн. Огромная конструкция приводится в движение часовым механизмом, моторчики которого поворачивают зрительную трубу. Естественно, держать подобное сооружение под открытым небом на каких-нибудь подпорках нельзя. Вот почему для размещения телескопов строят специальные здания – астрономические обсерватории .

Слово обсерватория означает в переводе с латинского языка "место для наблюдений". Кроме астрономических, существуют и другие обсерватории, например геофизические, где ведется многолетнее слежение за "пульсом" планеты: ее силой тяжести, магнитным полем, подземными толчками и т. д.

Пулковская астрономическая обсерватория

В нашей стране насчитывается более 20 крупных астрономических обсерваторий. Главная из них – Пулковская, расположенная под Санкт-Петербургом.

Поскольку для наблюдений необходимо чистое, не запыленное небо, то довольно часто обсерватории стараются строить в гористых местностях, находящихся на высотах от 500 м над уровнем моря и выше. В нашей стране в горах возведены восемь обсерваторий. Большинство высокогорных наблюдательных пунктов сосредоточены на Кавказе, здесь же находятся две обсерватории, лежащие выше всех остальных в России. Во-первых, это Специальная Астрофизическая (или Зеленчукская) обсерватория, стоящая на горе Семиродники в Карачаево-Черкесии. Во-вторых, это Кавказская горная обсерватория на плато Шатджатмаз в той же Карачаево-Черкесии. Обе находятся на отметке 2100 м над уровнем моря.

Кроме Кавказа, высокогорные обсерватории имеются в горах Южной Сибири, причем выше всего из этих наблюдательных пунктов расположена Саянская обсерватория Академии наук в поселке Монды (отметка 2000 м).

Ранее речь велась о наземных обсерваториях, однако с началом космической эры человек не оставлял попыток вывести научное оборудование в космос, чтобы проводить исследования без помех земной атмосферы. За последние 40 лет за пределами Земли работали и работают немало орбитальных обсерваторий , снабженных космическими телескопами особой конструкции. Самая знаменитая орбитальная обсерватория – космический телескоп "Хаббл".

Орбитальный телескоп "Хаббл"

Несмотря на разнообразие наземных и космических телескопов, все они по своему устройству разделяются на два основных класса: рефракторы и рефлекторы – в зависимости от того, линзы или зеркала применяются для сбора света. Первый оптический телескоп Галилея представлял собой типичный рефрактор. Впоследствии Галилеево изобретение было усовершенствовано немецким астрономом Иоганном Кеплером, отчего все современные рефракторы (а заодно подзорные трубы и бинокли) представляют собой варианты "трубы Кеплера".

Рефрактором называется телескоп, в котором сбор излучения от космических источников осуществляется с помощью нескольких линз. Название телескопа означает "преломляющий", поскольку действие линз состоит в преломлении световых лучей. Сегодня рефракторы изготавливаются с использованием не двух, а гораздо большего числа стекол. И тем не менее у такого телескопа неизменно присутствуют две составные части – объектив и окуляр.

Объектив – это группа линз, предназначенная для приема света. То есть это часть телескопа, нацеленная на объект (отсюда и ее название).

Окуляр (от латинского oculus – "глаз") представляет собой систему линз, которые переносят изображение в глаз наблюдателя. Астроном во время работы смотрит в окуляр, а объектив наводит на заранее намеченный участок неба.

Объективы различаются на визуальные и фотографические. Визуальные состоят из линз, которые собирают в основном желтые и зеленые лучи. Эти лучи лучше всех остальных воспринимаются человеческим глазом, поэтому задача визуального телескопа состоит в том, чтобы создать хорошо видимое изображение. Линзы фотографического объектива рассчитаны на сбор преимущественно синих и фиолетовых лучей, к которым чувствительна фотопластинка. Такой объектив позволяет получать качественные фотографии космических тел.

Принцип работы рефрактора

Визуальные объективы в настоящее время почти не используются, они устанавливаются главным образом на школьные и любительские телескопы. Рефракторы для профессиональной научной работы снабжены фотографическими объективами, чтобы ученые могли осуществлять фотосъемку звездного неба.

Важнейшим параметром объектива является его диаметр . Чем больше поперечник крупнейшей линзы объектива, тем больше света сможет уловить инструмент. Самый большой в мире рефрактор, построенный в 1897 году в Йеркской обсерватории (США), обладает объективом с диаметром 102 см.

По степени блеска небесные тела характеризуются так называемой видимой звездной величиной . Видимая звездная величина (или просто звездная величина) – это различимая глазом разница в яркости точечных светил на небе. Первым начал измерять блеск звезд древнегреческий астроном Гиппарх, живший во II веке до н. э.

Рефрактор Йеркской обсерватории

Гиппарх выделил для своего каталога шесть звездных величин. При этом блеск звезды первой величины (самой яркой) примерно в 2,5 раза ярче блеска звезды второй величины. А блеск звезды второй величины в 2,5 раза ярче блеска звезды третьей величины и т. д. Сегодня астрономы улучшили способ измерения видимых звездных величин, причем за точку отсчета принимается нулевая звездная величина, которая соответствует блеску таких ярких звезд, как Вега и Арктур.

Таблица 5

Блеск некоторых звезд, обладающих экзопланетами

Людям, интересующимся астрономией, хорошо известно, что сегодня главными поставщиками космических фотографий являются телескопы NASA и наземные наблюдательные пункты ESO (Европейской Южной Обсерватории), расположенные в северной части Чили.

Однако мало кто знает, что и в российских обсерваториях ученые ежедневно получают не менее качественные снимки космоса. К сожалению, эти снимки редко публикуют в мировых научных изданиях, а если их там и размещают, то обыватель практически никогда не обращает внимания на авторство и считает, что полученные изображения — результат работы американских наблюдательных инструментов.

Предлагаем познакомиться с известными российскими обсерваториями (наземными и космической), узнать, как и на чем там работают и посмотреть на фотографии космоса, сделанные в крупнейших наблюдательных астрономических пунктах России.

Обсерватория в Карачаево-Черкесии

Начнем с самого крупного в СНГ астрономического центра наземных наблюдений за космосом, расположенного в Карачаево-Черкесии — Специальной астрофизической обсерватории РАН. Еще в советское время на ее территории были возведены радиотелескоп РАТАН-600 и телескоп-рефлектор БТА, долгое время не имевшие аналогов в мире.

Оптический телескоп БТА был построен в 1975 году и оставался самым большим наземным наблюдательным инструментом с монолитным зеркалом (диаметр 6 м) вплоть до 1998 года, когда на горе Серро-Тололо в Чили в эксплуатацию был введен телескоп VLT (диаметр 8,2 м).

Сегодня существует лишь пять инструментов, превосходящих БТА по размеру – американский LBT, европейский VLT, японский Subaru, MMT, Gemini.

Телескоп БТА установлен на горе Семиродники на высоте 2733 метра над уровнем моря, а его шестиметровое зеркало позволяет ученым получать высококачественные фотографии галактик и других космических объектов.

РАТАН-600 был построен годом ранее БТА и до сих пор остается одним из крупнейших радиотелескопов с рефлекторным зеркалом диаметром почти 600 метров.

Инструмент установлен на высоте 970 метров над уровнем моря и позволяет проводить исследование близких к Земле планет и их спутников, Солнца, солнечного ветра, а также удаленных объектов: квазаров, радиогалактик.

Основные преимущества этого телескопа — высокочастотность и высокая чувствительность яркостной температуры.

Помимо БТА и РАТАН-600, на территории САО РАН также установлено несколько других, менее крупных, телескопов европейского и российского производства, позволяющих вести наблюдения за светилами в нашей Галактике.

Российская космическая обсерватория «Радиоастрон»

В 2011 году российские ученые вместе со своими европейскими коллегами запустили проект «Радиоастрон» — это уникальная орбитальная обсерватория на солнечных батареях, состоящая из космического радиотелескопа «Спектр-Р» и электронного комплекса (синтезатора частот, малошумящих усилителей, блоков управления).

Космический радиотелескоп может работать с сетью наземных инструментов, образуя один гигантский наземно-космический телескоп (интерферометр). Это позволяет получать снимки далеких объектов в тысячу раз более детальные, чем это делает аппарат NASA «Хаббл».

Максимальное увеличение «Спектр-Р» зависит от двух самых удаленных точек его линзы. Одна из таких точек — наземные телескопы, вторая — сама обсерватория, вращающаяся по вытянутой орбите вокруг Земли. За счет того, что в апогее обсерватория удаляется от планеты на расстояние 350 000 километров, ее угловое разрешение может достигать миллионных долей угловой секунды, что более чем в 30 раз лучше любых наземных систем!

«Спектр-Р» предназначен для исследования структуры галактических и внегалактических радиоисточников, далеких галактик, их ядер, солнечного ветра, нейтронных звезд и черных дыр.

Данные, поступающие с космической обсерватории, принимают в Национальной радиоастрономической обсерватории в США и Пущинской радиоастрономической обсерватории в России.

Инструмент имеет 10-метровую антенну, благодаря которой он попал в Книгу рекордов Гиннесса как самый большой космический радиотелескоп.

Пулковская обсерватория — главный астрономический центр РАН

В 19 километрах от Санкт-Петербурга на Пулковских высотах (75 метров над уровнем моря) располагается одна из старейших обсерваторий России — Пулковская, деятельность которой охватывает практически все направления современной астрономии: ученые изучают не только небесные тела в Солнечной системе (положение и их движение), но и объекты, находящиеся на задворках нашей Галактики.

Главный инструмент обсерватории — 26-дюймовый оптический телескоп-рефрактор с фокусным расстоянием более 10 метров. Это единственный в России телескоп такого класса. Аппарат изготовлен в 1956 году на немецком заводе «Карл Цейсс» и предназначен для определения особо точных координат звезд и тел Солнечной системы.

Пулковский рефрактор — один из самых продуктивных в мире по наблюдению за двойными звездами: к 2016 году работниками обсерватории проведено более 30 000 исследований!

Кроме рефрактора сейчас в Пулково работают еще три телескопа: зеркальный астрограф ЗА-320 — «ловец» опасных астероидов; нормальный астрограф — инструмент для фотографирования небесных тел, работает с 1893 года и до сих пор в строю, автоматизирован и оснащен цифровой камерой; зеркальный метровый телескоп САТУРН (с 2015 г.) — адаптирован для наземных наблюдений за планетами.

К большому сожалению, сегодня Пулковская обсерватория находится не в самом лучшем положении. В защитной зоне начались несогласованные строительные работы, которые могут вызвать проблемы с качеством наблюдений за небесными объектами.

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Изучив этот параграф, мы:

• узнаем, как астрономы исследуют природу космических тел;
• познакомимся с устройством современных телескопов, при помощи которых
• можно путешествовать не только в пространстве, но и во времени;
• увидим, как можно зарегистрировать невидимые для глаза лучи.

Что изучает астрофизика?

Между физикой и астрофизикой есть много общего - эти науки изучают законы мира, в котором мы живем. Но между ними есть и одна существенная разница - физики могут проверить свои теоретические расчеты при помощи соответствующих экспериментов, в то время как астрономы в большинстве случаев такой возможности не имеют, так как изучают природу далеких космических объектов по их излучениям.

В этом параграфе мы рассмотрим основные методы, при помощи которых астрономы собирают информацию о событиях в дальнем космосе. Оказывается, что основным источником такой информации являются электромагнитные волны и элементарные частицы, которые излучают космические тела, а также гравитационные и электромагнитные поля, при помощи которых эти тела между собой взаимодействуют.

Наблюдение за объектами Вселенной осуществляется в специальных астрономических обсерваториях. При этом астрономы имеют определенное преимущество перед физиками - они могут наблюдать за процессами, которые происходили миллионы или миллиарды лет назад.

Для любознательных

Астрофизические эксперименты в космосе все же Происходят - их осуществляет сама природа, а астрономы наблюдают за теми процессами, которые происходят в далеких мирах, и анализируют полученные результаты. Мы наблюдаем определенные явления во времени и видим такое далекое прошлое Вселенной, когда еще не только не существовала наша цивилизация, но даже не было Солнечной системы. То есть астрофизические методы изучения дальнего космоса фактически не отличаются от экспериментов, которые проводят физики на поверхности Земли. К тому же при помощи АМС астрономы проводят настоящие физические эксперименты как на поверхности других космических тел, так и в межпланетном пространстве.

Черное тело

Как известно из курса физики, атомы могут излучать или поглощать энергию электромагнитных волн различной частоты - от этого зависит яркость и цвет того или иного тела. Для расчетов интенсивности излучения вводится понятие черного тела, которое может идеально поглощать и излучать электромагнитные колебания в диапазоне всех длин волн (непрерывный спектр).

Рис. 6.1. Спектр излучения звезды с температурой T = 5800 К. Впадины на графике соответствуют темным линиям поглощения, которые образуют отдельные химические элементы

Звезды излучают электромагнитные волны разной длины, в зависимости от температуры поверхности больше энергии приходится на определенную часть спектра (рис. 6.1). Этим объясняются разнообразные цвета звезд от красного до голубого (см. § 13). Используя законы излучения черного тела, которые открыли физики на Земле, астрономы измеряют температуру далеких космических светил (рис. 6.2). При температуре T = 300 К черное тело излучает энергию преимущественно в инфракрасной части спектра, которая не воспринимается невооруженным глазом. При низких температурах такое тело в состоянии термодина мического равновесия имеет действительно черный цвет.

Рис. 6.2. Распределение энергии в спектре излучения звезд. Цвет звезд определяет температуру поверхности T: у голубых звезд температура 12000 К, у красных - 3000 К. При увеличении температуры на поверхности звезды уменьшается длина волны,соответствующая максимуму энергии излучения

Для любознательных

В природе абсолютно черных тел не существует, даже черная сажа поглощает не более 99% электромагнитных волн. С другой стороны, если бы абсолютно черное тело только поглощало электромагнитные волны, то со временем температура такого тела стала бы бесконечно большой. Поэтому черное тело излучает энергию, причем поглощение и излучение могут происходить в разных частотах. Однако при некоторой температуре устанавливается равновесие между излучаемой и поглощенной энергией. В зависимости от равновесной температуры цвет абсолютно черного тела не обязательно будет черным - например, сажа в печи при высокой температуре имеет красный или даже белый цвет.

Астрономические наблюдения невооруженным глазом

Глаз человека является уникальным органом чувств, при помощи которого мы получаем более 90% информации об окружающем мире. Оптические характеристики глаза определяются разрешением и чувствительностью.

Разрешающая способность глаза, или острота зрения,- это способность различать объекты определенных угловых размеров. Установлено, что разрешающая способность глаза человека не превышает 1" (одна минута дуги; рис. 6.3). Это означает, что мы можем видеть отдельно две звезды (или две буквы в тексте книги), если угол между ними α>1", а если α<1", то эти звезды сливаются в одно светило, поэтому различить их невозможно.

Рис. 6.3. Мы различаем диск Луны, потому что его угловой диаметр 30", в то время как кратеры невооруженным глазом не видны, потому что их угловой диаметр меньше 1". Острота зрения определяется углом α>1"

Мы различаем диски Луны и Солнца, потому что угол, под которым виден диаметр этих светил (угловой диаметр), около 30", в то время как угловые диаметры планет и звезд меньше 1", поэтому эти светила невооруженным глазом видны, как яркие точки. С планеты Нептун диск Солнца будет выглядеть для космонавтов яркой звездой.

Чувствительность глаза определяется порогом восприятия отдельных квантов света. Самую большую чувствительность глаз имеет в желто-зеленой части спектра, и мы можем реагировать на 7-10 квантов, которые попадают на сетчатку за 0,2-0,3 с. В астрономии чувствительность глаза можно определить при помощи видимых звездных величин, характеризующих яркость небесных светил (см. § 13).

Для любознательных

Чувствительность глаза зависит и от диаметра зрачка - в темноте зрачки расширяются, а днем сужаются. Перед астрономическими наблюдениями надо 5 мин посидеть в темноте, тогда чувствительность глаза увеличится.

Телескопы

К сожалению, большинство космических объектов мы не можем наблюдать невооруженным глазом, потому что его возможности ограничены. Телескопы (греч. tele - далеко, skopos - видеть) позволяют нам увидеть далекие небесные светила или зарегистрировать их с помощью других приемников электромагнитного излучения - фотоаппарата, видеокамеры. По конструкции телескопы можно разделить на три группы: рефракторы, или линзовые телескопы (рис. 6.4) (лат. refractus - преломление), рефлекторы, или зеркальные телескопы (рис. 6.5) (лат. reflectio - отбиваю), и зеркально-линзовые телескопы.

Рис. 6.4. Схема линзового телескопа (рефрактора)

Рис. 6.5. Схема зеркального телескопа (рефлектора)

Предположим, что на бесконечности находится небесное светило, которое невооруженным глазом видно под углом. Собирающая линза, которую называют объективом, строит изображение светила в фокальной плоскости на расстоянии от объектива (рис. 6.4). В фокальной плоскости устанавливают фотопластинку, видеокамеру или другой приемник изображения. Для визуальных наблюдений используют короткофокусную линзу - лупу, которую называют окуляром.

Увеличение телескопа определяется так:

(6.1)

где - α 2 угол зрения на выходе окуляра; α 1 - угол зрения, под которым светило видно невооруженным глазом; F,f - фокусные расстояния соответственно объектива и окуляра.

Разрешающая способность телескопа зависит от диаметра объектива, поэтому при одинаковом увеличении более четкое изображение дает телескоп с большим диаметром объектива.

Кроме того телескоп увеличивает видимую яркость светил, которая будет во столько раз больше той, что воспринимается невооруженным глазом, во сколько площадь объектива больше площади зрачка глаза. Запомните! В телескоп нельзя смотреть на Солнце, поскольку его яркость будет такой большой, что вы можете потерять зрение.

Для любознательных

Для определения различных физических характеристик космических тел (движения, температуры, химического состава и т. д.) необходимо проводить спектральные наблюдения, то есть надо измерять, как распределяется излучение энергии в различных участках спектра. Для этого создан ряд дополнительных устройств и приборов (спектрографы, телевизионные камеры и пр.), которые совокупно с телескопом дают возможность отдельно выделять и исследовать излучение участков спектра.

Школьные телескопы имеют объективы с фокусным расстоянием 80-100 см, и набор окуляров с фокусными расстояниями 1-6 см. То есть увеличение школьных телескопов по формуле (6.1) может быть разным (от 15 до 100 раз) в зависимости от фокусного расстояния окуляра, применяемого во время наблюдений. В современных астрономических обсерваториях установлены телескопы, имеющие объективы с фокусным расстоянием более 10 м, поэтому увеличение этих оптических приборов может превышать 1000. Но во время наблюдений такие большие увеличения не применяют, так как неоднородности земной атмосферы (ветры, загрязненность пылью) значительно ухудшают качество изображения.

Электронные приборы

Электронные приборы, использующиеся для регистрации излучения космических светил, существенно увеличивают разрешение и чувствительность телескопов. К таким приборам относятся фотоумножитель и электронно-оптические преобразователи, действие которых основано на явлении внешнего фотоэффекта. В конце XX в. для получения изображения начали применять приборы зарядовой связи (ПЗС), в которых используется явление внутреннего фотоэффекта. Они состоят из очень маленьких кремниевых элементов (пикселей), расположенных на небольшой площади. Матрицы ПЗС используют не только в астрономии, но и в домашних телекамерах и фотоаппаратах - так называемые цифровые системы для получения изображения (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Матрица ПЗС

К тому же, ПЗС более эффективны, чем фотопленки, потому что регистрируют 75% фотонов, в то время как пленка - лишь 5%. Таким образом, ПЗС значительно увеличивают чувствительность приемников электромагнитного излучения и позволяют регистрировать космические объекты в десятки раз более слабые, чем при фотографировании.

Радиотелескопы

Для регистрации электромагнитного излучения в радиодиапазоне (длина волны от 1 мм и более - рис. 6.7) созданы радиотелескопы, которые принимают радиоволны с помощью специальных антенн и передают их в приемник. В радиоприемнике космические сигналы обрабатываются и регистрируются специальными приборами.

Рис 6.7. Шкала электромагнитных волн

Существуют два типа радиотелескопов - рефлекторные и радиорешетки. Принцип действия рефлекторного радиотелескопа такой же, как телескопа-рефлектора (рис. 6.5), только зеркало для сбора электромагнитных волн изготавливается из металла. Часто это зеркало имеет форму параболоида обращения. Чем больше диаметр такой параболической «тарелки», тем выше разрешение и чувствительность радиотелескопа. Самый большой в Украине радиотелескоп РТ-70 имеет диаметр 70 м (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Радиотелескоп РТ-70 находится в Крыму возле Евпатории

Радио-решетки состоят из большого количества отдельных антенн, расположенных на поверхности Земли в определенном порядке. Если смотреть сверху, то большое количество таких антенн напоминает букву «Т». Крупнейший в мире радиотелескоп такого типа УТР-2 находится в Харьковской области (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Крупнейший в мире радиотелескоп УТР-2 (украинский Т-образный радиотелескоп; размеры 1800 м х 900 м)

Для любознательных

Принцип интерференции электромагнитных волн позволяет объединить радиотелескопы, расположенные на расстоянии десятков тысяч километров, что увеличивает их разрешение до 0,0001" - это в сотни раз превосходит возможности оптических телескопов.

Изучение Вселенной с помощью космических аппаратов

С началом космической эры наступает новый этап изучения Вселенной с помощью ИСЗ и АМС. Космические методы имеют существенное преимущество перед наземными наблюдениями, так как значительная часть электромагнитного излучения звезд и планет задерживается в земной атмосфере. С одной стороны, это поглощение спасает живые организмы от смертельного излучения в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, но с другой - ограничивает поток информации от светил. В 1990 г. в США был создан уникальный космический телескоп Хаббла с диаметром зеркала 2,4 м (рис. 6.10). В наше время в космосе функционирует много обсерваторий, которые регистрируют и анализируют излучения всех диапазонов - от радиоволн до гамма-лучей (рис. 6.7).

Рис. 6.10. Космический телескоп Хаббла находится за пределами атмосферы, поэтому его разрешение в 10 раз, а чувствительность в 50 раз превосходят возможности наземных телескопов

Большой вклад в изучение Вселенной сделали советские ученые. При их участии были созданы первые КА, которые начали исследовать не только околоземное пространство, но и другие планеты. Автоматические межпланетные станции серии «Луна», «Марс», «Венера» передали на Землю изображения других планет с таким разрешением, которое в тысячи раз превосходит возможности наземных телескопов. Впервые человечество увидело панорамы чужих миров. На этих АМС была установлена аппаратура для проведения непосредственных физических, химических и биологических экспериментов.

Для любознательных

Во времена Киевской Руси астрономические наблюдения проводили монахи. В летописях они рассказывали о необычных небесных явлениях - затмениях Солнца и Луны, появлении комет или новых звезд. С изобретением телескопа для наблюдений за небесными светилами начали строить специальные астрономические обсерватории (рис. 6.11). Первыми астрономическими обсерваториями Европы считают Парижскую во Франции (1667 г.), и Гринвичскую в Англии (1675 г.). Сейчас астрономические обсерватории работают на всех материках, и их общее количество превосходит 400.

Рис. 6.11. Астрономическая обсерватория

Рис. 6.12. Первый украинский спутник «Січ-1»

Выводы

Астрономия с оптической науки превратилась во всеволновую, потому что основным источником информации о Вселенной являются электромагнитные волны и элементарные частицы, которые излучают космические тела, а также гравитационные и электромагнитные поля, при помощи которых эти тела между собой взаимодействуют. Современные телескопы позволяют получать информацию о далеких мирах, и мы можем наблюдать события, которые происходили миллиарды лет назад. То есть с помощью современных астрономических приборов мы можем путешествовать не только в пространстве, но и во времени.

Тесты

1. Телескоп - это такой оптический прибор, который:
   А. Приближает к нам космические тела.
   Б. Увеличивает космические светила.
   В. Увеличивает угловой диаметр светила.
   Г. Приближает нас к планете.
   Д. Принимает радиоволны.
2. Почему крупные астрономические обсерватории строят в горах?
   А. Чтобы приблизиться к планетам.
   Б. В горах большая продолжительность ночи.
   В. В горах меньше облачность.
   Г. В горах более прозрачный воздух.
   Д. Чтобы увеличить световые помехи.
3. Может ли черное тело быть белого цвета?
   А. Не может.
   Б. Может, если покрасить его белой краской.
   В. Может, если температура тела приближается к абсолютному нулю.
   Г. Может, если температура тела ниже 0°С.
   Д. Может, если температура тела выше 6000 К.
4. В какой из этих телескопов можно увидеть наибольшее количество звезд?
   А. В рефлектор с диаметром объектива 5 м.
   Б. В рефрактор с диаметром объектива 1 м.
   В. В радиотелескоп с диаметром 20 м.
   Г. В телескоп с увеличением 1000 и с диаметром объектива 3 м.
   Д. В телескоп с диаметром объектива 3 м и увеличением 500.
5. Какие из этих светил с такой температурой на поверхности не существуют во Вселенной?
   А. Звезда с температурой 10000°С.
   Б. Звезда с температурой 1000 К.
   В. Планета с температурой -300 °С.
   Г. Комета с температурой 0 К.
   Д. Планета с температурой 300 К.
6. Чем объясняются разнообразные цвета звезд?
7. Почему в телескоп мы видим больше звезд, чем невооруженным глазом?
8. Почему наблюдения в космосе дают больше информации, чем наземные телескопы?
9. Почему звезды в телескоп видны как яркие точки, а планеты в тот же телескоп - как диск?
10. На какое наименьшее расстояние надо улететь в космос для того, чтобы космонавты невооруженным глазом видели Солнце как яркую звезду в виде точки?
11. Говорят, что некоторые люди имеют такое острое зрение, что даже невооруженным глазом различают крупные кратеры на Луне. Вычислите достоверность этих фактов, если крупнейшие кратеры на Луне имеют диаметр 200 км, а среднее расстояние до Луны 380000 км.

Диспуты на предложенные темы

1. Сейчас в космосе строится международная космическая станция, на которой Украина будет иметь космический блок. Какие астрономические приборы вы могли бы предложить для проведения исследований Вселенной?

Задания для наблюдений

1. Телескоп-рефрактор можно изготовить при помощи линзы для очков. Для объектива можно использовать линзу из очков +1 диоптрии, а в качестве окуляра - объектив фотоаппарата или другую линзу для очков +10 диоптрий. Какие объекты вы сможете наблюдать в такой телескоп?

Ключевые понятия и термины:

Непрерывный спектр, радиотелескоп, рефлектор, рефрактор, разрешающая способность глаза, спектр, спектральные наблюдения, телескоп, черное тело.